腦刺激能增強記憶力和注意力嗎?大型研究試圖解決爭議

一項對100多項非侵入性電腦刺激研究的分析,旨在探究這項備受爭議的技術是否有效

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

研究人員一直在探索,透過頭皮上的電極用電流刺激大腦是否可以改善認知能力。

多年來,關於非侵入性地用電流刺激大腦是否可以改善人的精神功能的爭論不休,一項對過去研究的大規模分析提供了一個答案:可能可以。但有人質疑這一結論,稱該分析涵蓋的實驗差異太大,無法提供可靠的答案。

在過去的六年裡,測試一類稱為經顱電刺激技術的治療效果的研究數量激增。這些療法透過放置在頭皮外部的電極向大腦輸送無痛的微弱電流。目的是激發、干擾或同步大腦中的訊號以改善功能。

研究人員已經對經顱交流電刺激 (tACS) 及其姊妹技術經顱直流電刺激 (tDCS) 進行了針對健康志願者和神經精神疾病患者的研究,例如抑鬱症、帕金森病或成癮症。但研究結果一直存在衝突或無法複製,導致研究人員質疑這些工具的有效性。


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這項新分析的作者,由馬薩諸塞州波士頓大學認知和臨床神經科學實驗室主任羅伯特·萊因哈特領導,他們表示,他們編寫這份報告是為了透過比較 100 多項關於 tACS 技術的研究來量化 tACS 是否顯示出前景,該技術將振盪電流應用於大腦。“我們必須解決這項技術是否真的有效的問題,因為在文獻中,您會發現很多相互矛盾的發現,”波士頓大學認知神經科學家、論文作者之一的什雷·格羅弗說。

他們的薈萃分析於 5 月 24 日發表在《科學》雜誌的《轉化醫學》上,結論是 tACS 治療可適度改善注意力、長期記憶、工作記憶、處理新資訊和解決問題的能力以及其他高水平認知過程。格羅弗說,這些發現讓研究人員有理由繼續研究人類的 tACS 技術。他說,這項技術“似乎確實給精神功能帶來了顯著的變化,至少在短期內是這樣。”

“當然,進一步研究可能會富有成果,這很有希望,”馬里蘭州貝塞斯達美國國家心理健康研究所專門從事神經調節的精神病學家莎拉·利桑比說。“至於這是否會導致未來治療干預措施的發展,我想說結論尚未確定。”

利桑比說,重要的是,薈萃分析可能有助於為未來研究的設計提供資訊。例如,報告發現,通常在治療完成後認知能力的改善比治療期間更好,並且更高強度的刺激不一定更有益。該報告還發現,使用計算模擬來預測電流如何透過大腦的研究有助於研究人員以更有效的模式排列人們頭部上的電極。

一項新興技術

利桑比說,薈萃分析的最大影響可能是它突出了 tACS 研究中必須改進的重大缺陷。例如,該團隊發現 102 項研究中有 98 項未進行預註冊,這意味著研究人員在實驗開始之前未在期刊或 clinicaltrials.gov 等網站上記錄他們的假設和方法。這增加了發表偏倚的風險——積極結果比消極結果更可能發表的趨勢——因為如果一項研究未進行預註冊且失敗,則其結果被分享的可能性較小。

但並非所有人都認為薈萃分析如此有用。“我對這篇論文的問題是,它將實際上不同的干預措施歸為一類,”波士頓哈佛醫學院的神經學家阿爾瓦羅·帕斯庫阿·萊昂內說。

帕斯庫阿·萊昂內指出,薈萃分析中包含的研究在目標大腦部位、頭皮上電極的排列以及電流的頻率和強度方面差異很大。參與者執行的認知任務在每項研究中都不同,參與者本身的變化也同樣廣泛:年輕人和老年人,健康人和患病者。

帕斯庫阿·萊昂內說,基於如此不同的研究得出總體結論,其中許多研究尚未被複制,這會帶來錯誤的結論的風險。“事實上,刺激應用方式的差異非常重要,”他說。“這份[報告]是一項全面的努力,對整個領域進行了很好的概述,這都是值得稱讚的,但它是不同事物的混合和搭配,所以我不太確定我們能學到多少東西。”

格羅弗回應說,tACS 是一項新興技術,該團隊旨在對其總體有效性進行“廣泛的分析”。但他承認,未來的分析應側重於更具體的實驗設計。

換句話說,爭論似乎尚未平息。

美國食品和藥物管理局尚未批准 tACS 或 tDCS 療法用於任何疾病,但其他監管機構,如歐洲、巴西、中國、澳大利亞和墨西哥的監管機構,已批准 tDCS 用於治療某些疾病,如抑鬱症或疼痛。

本文經許可轉載,並於 2023 年 5 月 26 日首次發表

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