研究人员联合起来，通过创建一个独特的实验设置，结合非侵入性的深脑刺激、虚拟现实训练和fMRI成像，以促进空间记忆。研究表明，针对海马体和相邻结构——一个与记忆和空间导航相关的深脑区域，施加有针对性的、无痛的电脉冲，可以提高大脑回忆地点和更有效导航的能力。
随着年龄的增长，记忆事物的位置变得越来越困难——无论是记得我们把钥匙放在哪儿，还是记得我们把车停在哪儿。根据国际阿尔茨海默病协会的数据，这种空间记忆在痴呆症出现时进一步恶化，而这是一种每三秒钟就会在世界上某个地方发展的人类疾病。
瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的两个实验室的研究人员联合起来，通过创造一个独特的实验设置，结合非侵入性的深脑刺激、虚拟现实训练和fMRI成像——所有这些都设在日内瓦的生物技术校园。发表在《科学进展》上的研究表明，针对海马体和相邻结构施加有针对性的、无痛的电脉冲，可以提高大脑回忆地点和更有效导航的能力。
“Hummel实验室负责人弗里德海姆·洪默尔表示，‘通过寻找改善空间记忆而不需手术或药物的方法，我们正在解决一个广大且日益增长的人群的严重关切：老年人、脑外伤患者以及受痴呆症影响的人。’”
该研究是Hummel实验室与奥拉夫·布兰克的认知神经科学实验室（LCNO）之间合作的结果，均隶属于EPFL的神经X研究所。通过将洪默尔在非侵入性脑刺激方面的专长与布兰克在虚拟现实环境中空间导航的认知研究结合，研究人员开发了一个独特的神经技术设置。
一种独特的神经技术组合
实验开始时，研究人员在健康个体的头部放置四个无害的电极，以刺激海马体和相邻结构。此非侵入性技术称为经颅时间干扰电刺激（tTIS），可以发出有针对性的脉冲而不会给参与者造成任何不适。
接下来，志愿者佩戴虚拟现实眼镜沉浸在一个虚拟世界中。建立在共同第一作者穆恩的先前研究基础上，科学家们让参与者在多个地点之间导航并记住关键地标。这种沉浸式虚拟环境使研究人员能够精确测量参与者在接收tTIS的同时回忆和导航空间信息的能力。
“当施加刺激时，我们观察到参与者的回忆时间明显改善——开始朝向他们记得物品所在方向移动的时间，”研究的另一位共同第一作者埃琳娜·比安纳托说。“这使我们相信，通过刺激海马体，我们暂时增加了大脑的可塑性，当与虚拟环境中的训练相结合时，能够促进更好的空间导航。”
整个实验在fMRI扫描仪内进行。这为研究人员提供了大脑活动的实时图像，使他们能够监测海马体及周围区域在空间导航任务中对tTIS的反应。fMRI数据揭示了与观察到的行为变化相关的神经活动的变化，特别是在负责记忆和导航的区域，为研究人员提供了对非侵入性刺激如何调节大脑功能的更深入洞察。
这种在EPFL神经X研究所整合先进技术，使生物技术校园成为少数几个能在单一研究中结合所有三种实验技术的地方之一。
“tTIS、虚拟现实和fMRI的结合提供了一种高度控制和创新的方法来研究大脑对刺激的反应及其对认知功能的影响，”奥拉夫·布兰克补充道。“从长远来看，我们设想使用这种方法为患有认知障碍的患者开发有针对性的治疗，提供一种非侵入性的方法来增强记忆和空间能力。”
