人類首張腦電波連接全圖問世 有助治療記憶疾病

人類首張腦電波連接全圖問世

科技日報北京11月28日電 (記者房琳琳)美國國防部高級研究計劃局(DARPA)資助的、與“恢復(fù)活躍記憶”相關(guān)的大腦研究項(xiàng)目(RAM)日前結(jié)出碩果——美國賓夕法尼亞大學(xué)的神經(jīng)學(xué)家根據(jù)300名接受神經(jīng)外科手術(shù)患者大腦中30000個電極的數(shù)據(jù)，繪制出第一張腦電波連接全圖。相關(guān)成果發(fā)布在近期的《自然通訊》雜志上。

該項(xiàng)工作闡明了大腦不同區(qū)域在記憶形成等認(rèn)知過程中的溝通方式。盡管許多研究使用非侵入性工具，如用功能性磁共振成像技術(shù)來檢查大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，但使用來自患者的直接人腦記錄數(shù)據(jù)觀察大型腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)更有價值。為此，研究小組從全美各地多家醫(yī)院收集這類信息，以直接觀察腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作機(jī)理。

接受癲癇臨床檢測的病人執(zhí)行了一項(xiàng)“自由回憶任務(wù)”，他們被要求觀看屏幕上出現(xiàn)的一系列單詞，然后盡可能多地重復(fù)記憶。同時，研究人員還在時間尺度上觀察大腦活動，慢速和快速的腦電活動分別被稱為低頻活動和高頻活動。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)一個人有效地創(chuàng)造新的記憶時，大腦相關(guān)區(qū)域之間的通信會隨腦電活動的放緩而增強(qiáng)，在高頻活動下則會減弱。

論文主要作者艾森·所羅門說：“大腦區(qū)域的低頻連通性與該部位神經(jīng)活動的增加有關(guān)。”這意味著，新記憶需要兩個功能同時發(fā)生——大腦區(qū)域必須單獨(dú)處理一個刺激，區(qū)域之間必須以低頻率相互通信。

論文所識別的大腦區(qū)域——額葉、顳葉和內(nèi)側(cè)顳葉一直吸引著神經(jīng)科學(xué)家，這些區(qū)域在記憶功能中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

項(xiàng)目首席研究員邁克爾·卡哈那說：“這張圖有助于我們更好地理解記憶處理過程中被激活的大腦網(wǎng)絡(luò)。”他表示，繪制這張腦電波連接全圖，有助于指導(dǎo)未來用腦部刺激治療創(chuàng)傷性腦損傷或阿爾茨海默癥等記憶障礙，但他同時指出，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，還有很多工作要做。