工作記憶——在幾秒鐘內主動“記住”有用信息的能力——在許多高級認知活動中起著至關重要的作用。由于工作記憶能力的個體差異可以預測流體智力和廣泛的認知功能，這使得提高工作記憶能力成為干預和增強的有吸引力的目標。
美國FDA認為經顱近紅外激光刺激（Transcranialphotobiomodulation，tPBM）是一種非常有前途、經濟且安全的改善人類認知功能的替代方案。它的干預機制是利用近紅外光非侵入式地穿過顱骨進入大腦皮層，顱內神經元中的細胞色素c氧化酶（cytochromecoxidase，CCO）通過吸收光子提升了自身在氧化磷酸化反應中的催化效率，在細胞層面表現為線粒體呼吸鏈反應中合成三磷酸腺苷（ATP）的效率提升，最終實現對神經元內線粒體的呼吸作用的調節。最近，上海交通大學研究者發表在著名光學期刊 Light:Science＆ Applications 上的研究指出107nm的激光照射可以改善阿爾茨海默病小鼠的認知障礙并減少β淀粉樣蛋白的沉積。而在國內還沒有tPBM應用于改善人的認知能力的研究報道。
2022年12月2日，北京師范大學認知神經科學與學習國家重點實驗室宋艷教授課題組在 Science Advances 期刊發表了題為：Transcranial photobiomodulation enhances visual working memory capacity in humans 的研究論文。
該研究通過四個雙盲對照實驗，被試接受光刺激和安慰劑照射之后，采集了90名正常成年人進行視覺工作記憶任務時的腦電和行為數據，該研究首次論證了經顱光刺激技術對人類視覺工作記憶容量改善的有效性以及特異性。
如下所示，研究者發現106n光刺激作用于右側前額葉可以顯著提高個體的視覺工作記憶容量，并擴大工作記憶容量相關的事件相關電位（Event-Related potentials，ERP）成分——對側延遲活動（Contralateral Delay Activity，CDA）。重要的是，CDA的負載效應是光生物調節和工作記憶行為增強的中介。
1064n光生物調節刺激右側前額葉可以增大工作記憶容量相關的腦電指標，并預測行為的增益
同時，研究團隊還發現光生物調節技術對工作記憶的行為改善具有波長和腦區特異性。如下圖所示，實驗三發現只有106nm的光刺激可以改善個體的工作記憶容量，而產生熱量一致的85nm的光生物調節刺激則不會產生行為以及電生理上的顯著變化。另外，實驗四通過變更刺激腦區，發現106nm的光刺激對個體的工作記憶的提升效應消失。
光刺激對工作記憶的波長特異性
論文鏈接：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq3211
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
