電流刺激可以喚回老人的「工作記憶」能力

由於大腦隨著高齡逐漸退化，「工作記憶」能力也逐漸衰退。

什麼是工作記憶呢？有點像是大腦裡面的「暫存記憶體」，去超市買東西的時候，老婆突然打電話來，在購物清單上追加「高麗菜一顆、鮮奶一罐、雞蛋一盒、衛生紙一包」，你掛上電話心裡念念有詞：「高麗菜一顆、鮮奶一罐、雞蛋一盒、衛生紙一包...」拿了高麗菜、鮮奶、跟雞蛋之後，電話又響了：「對了，再買把蔥回來。」然後衛生紙就忘記了，回家準備挨罵。

大腦的工作記憶是我們用來處理眼前事務必要的工具，工作記憶容量不大，持續時間也不久，一說人的工作記憶可以放「七（+- 2）個東西」，維持大約數十秒左右。前面的例子，新輸入的「蔥」把比較舊的「衛生紙」的工作記憶給擠掉了。

波士頓大學的神經科學家 Robert Reinhart（萊因哈特大人！請征服宇宙吧！）所做的一項研究，發表於4月8日的「自然神經科學」（Nature Neuroscience），發現對老人的大腦施以非侵入性的電流刺激，能讓 60 歲以上的老人的工作記憶能力，恢復到跟 20 幾歲的年輕人相同！

這個研究是對 20-29 歲的年輕人與 60-76 歲的老人各 42 名，做工作記憶的行為實驗測試，並同時進行腦電圖的紀錄。發現在施以電流刺激後，老人記憶測驗的表現，以及腦電圖的模式，都變得跟年輕人類似。

大腦中較低頻的θ波，與前額葉及顳葉之間，較高頻的γ波之間的同步，其機制為phase-amplitude coupling（PAC，相位－振幅耦合），可以讓工作記憶的效能提升，隨著年齡增加，PAC逐漸減弱，而「穿顱交流電刺激」（transcranial alternating-current stimulation, tACS）可以讓這些腦波重新同步。

講「穿顱」好像很可怕，不過意思是電流本身可以在「不用真的打開頭顱」，自己就可以穿過頭顱的意思，也就是這個是個「非侵入性」的刺激。

對大腦施加25分鐘的tACS，恢復工作記憶的效果可以持續50分鐘。不只對工作記憶衰退的老年人有效，對工作記憶能力較差的年輕人也有同樣的效果。

現在是期中考期間，把這東西做成頭盔，堪稱「考前抱佛腳神器」！賣給學生我就發了！

ScienceAlert 報導：https://www.sciencealert.com/brain-zap-experiment-successfu…

Nature Neuroscience 論文：https://www.nature.com/articles/s41593-019-0371-x

最近好像都不用問「啥？跟物理無關？」了。

#超中二物理系主任雜記
#等我征服世界就把電神經生理學列為全人類必修
#我還記得的話
#生命宇宙與萬事萬物什麼都馬跟物理有關
#話都給我講就好其之十六

圖一：為銀河帝國神聖不可侵犯萊因哈特皇帝陛下，非本文當事人萊因哈特教授
圖二：左為記憶實驗進行時，年輕人的腦電圖，中為老年人的腦電圖，右為老年人施加電流刺激的腦電圖。