明尼苏达大学双城分校的研究人员首次表明，非侵入性大脑刺激可以改变与人类行为直接相关的特定大脑机制。这是发现治疗精神分裂症、抑郁症、阿尔茨海默病和帕金森病等脑部疾病的新疗法的重要一步。
该研究最近发表在 《自然通讯》上，这是一本经过同行评审、开放获取的科学杂志。
研究人员使用所谓的“经颅交流电刺激”来调节大脑活动。该技术也称为神经调节。通过向大脑施加小电流，脑细胞活跃的时间就会改变。这种神经时序的调节与神经可塑性有关，神经可塑性是人类行为、学习和认知所需的脑细胞之间连接的变化。
“之前的研究表明，大脑活动与刺激是有时间限制的。我们在这项新研究中发现，随着我们添加外部刺激，这种关系会慢慢发生变化，并且大脑会随着时间的推移而适应，”明尼苏达大学生物医学工程副教授亚历山大·奥皮兹(Alexander Opitz)说。“这表明大脑活动以我们意想不到的方式发生变化。”
这个结果被称为“神经相位进动”。这是指大脑活动随着时间的推移，与重复模式相关的逐渐变化，例如外部事件或本例中的非侵入性刺激。在这项研究中，所有三种研究方法(计算模型、人类和动物)都表明，外部刺激可以随着时间的推移改变大脑活动。
“这种重复模式的时间安排对大脑过程有直接影响，例如我们如何导航空间、学习和记忆，”奥皮茨说。
这项新技术的发现展示了大脑如何适应外部刺激。这种技术可以增加或减少大脑活动，但当它针对影响行为的特定大脑功能时，效果最为强大。通过这种方式，可以提高长期记忆和学习能力。长期目标是利用这种技术治疗精神和神经系统疾病。
奥皮茨希望这一发现将有助于将改进的知识和技术带入临床应用，从而为精神分裂症、抑郁症、阿尔茨海默病和帕金森病带来更个性化的治疗。
除了 Opitz 之外，研究团队还包括共同第一作者 Miles Wischnewski 和 Harry Tran。来自明尼苏达大学生物医学工程系的其他团队成员包括Zhihe Zhu、Zachary Haigh、Nipun Perera、Ivan Alekseichuk、Sina Shirinpour 和 Jonna Rotteveel。这项研究是与明尼苏达大学医学院副教授 Jan Zimmermann 博士合作进行的。
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