隨著年齡的增長,人們的記憶力,特別是空間記憶能力,可能會逐漸衰退,這對於老年人、腦外傷患者以及痴呆症患者而言尤為明顯。據國際阿爾茨海默病組織統計,全球每三秒鐘就有一人患上痴呆症。為了應對這一挑戰,瑞士洛桑聯邦理工學院的研究人員正探索一種創新的方法,旨在通過非侵入性深部腦刺激、虛擬現實訓練和功能磁共振成像的結合來增強空間記憶。

在這項研究中,研究人員利用了一種名為經顱顳葉干擾電刺激(tTIS)的非侵入性技術,通過向被試的海馬體和鄰近結構發送無痛電脈衝,以提高其回憶位置和導航的能力。海馬體是大腦深處與記憶和空間導航密切相關的區域。
實驗過程中,研究人員在健康被試的頭上放置了四個無害電極,以實施 tTIS。隨後,被試佩戴 VR 頭顯,沉浸在虛擬環境中進行導航訓練,並記住關鍵地標。這種沉浸式的訓練方式使得研究人員能夠精確測量被試在接受刺激時的空間記憶和導航能力。

實驗結果顯示,當施加 tTIS 時,被試的回憶時間有了顯著改善。研究人員認為,這可能是因為刺激海馬體暫時增加了大腦的可塑性,而當與 VR 訓練相結合時,則能夠更有效地提升空間導航能力。
整個實驗過程在功能磁共振成像掃描儀中進行,為研究人員提供了大腦活動的實時圖像。通過監測海馬體和周圍區域在空間導航任務中對 tTIS 的反應,研究人員能夠深入了解非侵入性刺激如何調節大腦功能。功能磁共振成像數據還揭示了與行為變化相關的神經活動變化,特別是在負責記憶和導航的區域。

研究人員表示,tTIS、VR 和功能磁共振成像的聯合使用為研究大腦對刺激的反應及其對認知功能的影響提供了一種高度控制和創新的方法。展望未來,他們設想利用這種方法為患有認知障礙的患者開發有針對性的治療方法,提供一種非侵入性的手段來增強記憶和空間能力。