脑刺激能增强记忆力和注意力吗?大型研究试图解决争议

一项对100多项非侵入性电脑刺激研究的分析,旨在探究这项备受争议的技术是否有效

A test subject uses the Multi-Attribute Task Battery to perform a multitasking cognitive test while electrodes administer directed electrical brain stimulation.

研究人员一直在探索,通过头皮上的电极用电流刺激大脑是否可以改善认知能力。

多年来,关于非侵入性地用电流刺激大脑是否可以改善人的精神功能的争论不休,一项对过去研究的大规模分析提供了一个答案:可能可以。但有人质疑这一结论,称该分析涵盖的实验差异太大,无法提供可靠的答案。

在过去的六年里,测试一类称为经颅电刺激技术的治疗效果的研究数量激增。这些疗法通过放置在头皮外部的电极向大脑输送无痛的微弱电流。目的是激发、干扰或同步大脑中的信号以改善功能。

研究人员已经对经颅交流电刺激 (tACS) 及其姊妹技术经颅直流电刺激 (tDCS) 进行了针对健康志愿者和神经精神疾病患者的研究,例如抑郁症、帕金森病或成瘾症。但研究结果一直存在冲突或无法复制,导致研究人员质疑这些工具的有效性。


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这项新分析的作者,由马萨诸塞州波士顿大学认知和临床神经科学实验室主任罗伯特·莱因哈特领导,他们表示,他们编写这份报告是为了通过比较 100 多项关于 tACS 技术的研究来量化 tACS 是否显示出前景,该技术将振荡电流应用于大脑。“我们必须解决这项技术是否真的有效的问题,因为在文献中,您会发现很多相互矛盾的发现,”波士顿大学认知神经科学家、论文作者之一的什雷·格罗弗说。

他们的荟萃分析于 5 月 24 日发表在《科学》杂志的《转化医学》上,结论是 tACS 治疗可适度改善注意力、长期记忆、工作记忆、处理新信息和解决问题的能力以及其他高水平认知过程。格罗弗说,这些发现让研究人员有理由继续研究人类的 tACS 技术。他说,这项技术“似乎确实给精神功能带来了显着的变化,至少在短期内是这样。”

“当然,进一步研究可能会富有成果,这很有希望,”马里兰州贝塞斯达美国国家心理健康研究所专门从事神经调节的精神病学家莎拉·利桑比说。“至于这是否会导致未来治疗干预措施的发展,我想说结论尚未确定。”

利桑比说,重要的是,荟萃分析可能有助于为未来研究的设计提供信息。例如,报告发现,通常在治疗完成后认知能力的改善比治疗期间更好,并且更高强度的刺激不一定更有益。该报告还发现,使用计算模拟来预测电流如何通过大脑的研究有助于研究人员以更有效的模式排列人们头部上的电极。

一项新兴技术

利桑比说,荟萃分析的最大影响可能是它突出了 tACS 研究中必须改进的重大缺陷。例如,该团队发现 102 项研究中有 98 项未进行预注册,这意味着研究人员在实验开始之前未在期刊或 clinicaltrials.gov 等网站上记录他们的假设和方法。这增加了发表偏倚的风险——积极结果比消极结果更可能发表的趋势——因为如果一项研究未进行预注册且失败,则其结果被分享的可能性较小。

但并非所有人都认为荟萃分析如此有用。“我对这篇论文的问题是,它将实际上不同的干预措施归为一类,”波士顿哈佛医学院的神经学家阿尔瓦罗·帕斯库阿·莱昂内说。

帕斯库阿·莱昂内指出,荟萃分析中包含的研究在目标大脑部位、头皮上电极的排列以及电流的频率和强度方面差异很大。参与者执行的认知任务在每项研究中都不同,参与者本身的变化也同样广泛:年轻人和老年人,健康人和患病者。

帕斯库阿·莱昂内说,基于如此不同的研究得出总体结论,其中许多研究尚未被复制,这会带来错误的结论的风险。“事实上,刺激应用方式的差异非常重要,”他说。“这份[报告]是一项全面的努力,对整个领域进行了很好的概述,这都是值得称赞的,但它是不同事物的混合和搭配,所以我不太确定我们能学到多少东西。”

格罗弗回应说,tACS 是一项新兴技术,该团队旨在对其总体有效性进行“广泛的分析”。但他承认,未来的分析应侧重于更具体的实验设计。

换句话说,争论似乎尚未平息。

美国食品和药物管理局尚未批准 tACS 或 tDCS 疗法用于任何疾病,但其他监管机构,如欧洲、巴西、中国、澳大利亚和墨西哥的监管机构,已批准 tDCS 用于治疗某些疾病,如抑郁症或疼痛。

本文经许可转载,并于 2023 年 5 月 26 日首次发表

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