科学家们发现，通过控制神经刺激脉冲的时机，这些脉冲用于激活大脑自身的电信号机制，他们可以调整神经细胞之间突触连接的强度。这可以帮助增强或减弱特定的连接。
时机不仅在舞池上至关重要，对于从轻度创伤性脑损伤（mTBI）中恢复的人士来说也同样重要。
在《神经创伤杂志》上发表的一项研究中，来自弗吉尼亚理工大学弗拉林生物医学研究所的研究人员展示了操作神经刺激的时机模式可以重新平衡神经细胞之间突触连接的强度。这个过程可以选择性地增强或减弱这些连接。虽然电信号的时机模式在健康的大脑中很重要，但它们在脑损伤后调整突触连接的强度方面也发挥着重要作用，特别是使用通常会削弱此类连接的模式来加强这些连接。
研究强调了考虑更自然、随机的活动脉冲模式对神经刺激以有效治疗包括脑震荡和其他轻度创伤性脑损伤在内的脑部疾病的重要性。根据美国疾病控制与预防中心的数据，美国每年有超过210万例头部损伤在急诊科接受治疗，许多其他伤害则未被发现。
“我们的研究结果表明，改变大脑刺激模式可能有助于治疗轻度创伤性脑损伤，” 研究的共同作者，弗拉林生物医学研究所执行董事以及弗吉尼亚理工大学健康科学与技术副校长的迈克尔·弗里德兰德表示。
“通过调整刺激的时机、频率和一致性等因素，我们可能增强特定的大脑连接，潜在地提升伤后大脑功能。大脑的电和突触信号通常是不规则的，”弗里德兰德解释说。“因此，我们旨在利用大脑活动的这种自然变异，看看模仿这些模式是否能够激活信号通路，以重新调整在伤后受到损害的神经网络中的连接。”
大脑刺激越来越多地被用于治疗各种神经和精神疾病，如抑郁症、帕金森病、慢性疼痛和阿尔茨海默病。然而，除了频率之外，刺激模式几乎没有受到关注。
“虽然我们的研究集中在实验室大鼠的mTBI，但它可能为治疗人类其他脑部疾病提供见解，”弗里德兰德补充道。
这项研究是对精确控制神经刺激时机模式影响的初步调查之一。
研究人员观察到，在特定频率下，不规则的模式对受损的大脑的影响与健康的大脑不同，加强了受损大脑中与其他神经细胞的连接，同时削弱了健康大脑中的连接。
“神经刺激可以以规则的、像节拍器一样的间隔进行，或以更不规律的方式进行，” 弗里德兰德实验室的弗拉林生物医学研究所助理研究教授、研究的共同作者昆廷·菲舍尔解释道。
“这有点像把良好组织的协奏曲与即兴爵士乐进行区分，音乐家以不同的模式演奏，”菲舍尔指出。“我们发现，健康大脑中高度不规律的刺激模式削弱了神经元连接的强度。然而，在受伤的大脑中，相同的不规律刺激模式却增强了这些连接。”
这些发现强调了时机信号在优化轻度创伤性脑损伤和其他脑部疾病的神经刺激治疗中的重要性，为更有效的治疗策略提供了潜在途径。
“正常和受伤大脑对于各种刺激模式响应的明显不同，”弗里德兰德指出。“尽管它的名字是轻度创伤性脑损伤，但它可能对认知功能、情绪和整体生活质量产生持久影响。这强调了理解提供优化治疗神经刺激的最有效方法的关键必要性。”
