臨床上，“腦部深層刺激”已被用于帕金森氏癥的治療，其他若干疾患也試圖以“腦部深層刺激”作為治療方式。有沒(méi)有可能以“腦部深層刺激”來(lái)改善受損的記憶功能呢？

自第一個(gè)以“腦部深層刺激”(deep brain stimulation)治療帕金森氏癥的研究問(wèn)世至今已將近三十年，這之中多數(shù)研究都發(fā)現(xiàn)腦部深層刺激對(duì)于治療帕金森氏癥有相當(dāng)不錯(cuò)的成效，是以多個(gè)國(guó)家都已核準(zhǔn)在臨床上使用腦部深層刺激作為帕金森氏癥的治療方式。同時(shí)，不少研究也試圖尋找以腦部深層刺激來(lái)作為其他疾患的治療方法的可行性，這些疾患包括自發(fā)性震顫(essential tremor)、癲癇、慢性疼痛、阿茲海默氏癥、重郁癥、創(chuàng)傷后壓力癥候群、強(qiáng)迫疾患、物質(zhì)成癮、意識(shí)疾患…等。那么，“腦部深層刺激”到底是什么？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這是一種直接以微弱的電流刺激大腦，改變大腦神經(jīng)元活動(dòng)狀態(tài)的技術(shù)。臨床上，醫(yī)師會(huì)先透過(guò)手術(shù)將微小的電極埋到病患大腦深處的特定位置，之后再透過(guò)外部?jī)x器控制這些電極發(fā)出微電流脈沖。其實(shí)，研究人員也一直想知道如果對(duì)人類(lèi)的海馬回或其它和記憶有關(guān)的大腦區(qū)域施予直接電刺激時(shí)，對(duì)記憶功能會(huì)發(fā)生什么樣的影響注1。因?yàn)檫@不但能幫助我們對(duì)于人類(lèi)記憶的運(yùn)作模式有更深的理解，也能夠?yàn)橛洃浌δ苁軗p的病患發(fā)展出新的治療方式。但奇怪的是，這些年來(lái)相關(guān)研究所得到的研究結(jié)果非常地不一致，或甚至出現(xiàn)不少互相牴觸的結(jié)果。舉例而言，2012年發(fā)表在《新英格蘭醫(yī)學(xué)期刊》的一項(xiàng)研究中，使用腦部深層刺激趁著實(shí)驗(yàn)參與者進(jìn)行空間學(xué)習(xí)時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)參與者的內(nèi)嗅皮質(zhì)(entorhinal cortex)注2施予刺激后，參與者的空間記憶變好了。但在另一個(gè)研究中，實(shí)驗(yàn)參與者同樣在進(jìn)行空間學(xué)習(xí)時(shí)接受內(nèi)嗅皮質(zhì)和海馬回的腦部深層刺激，他們的記憶表現(xiàn)卻比沒(méi)有接受刺激時(shí)變得還差。還有另一個(gè)研究，分別在參與者學(xué)習(xí)、回憶、學(xué)習(xí)之后回憶之前的空檔這三個(gè)不同的時(shí)段對(duì)參與者的內(nèi)側(cè)顳葉施予刺激，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有在學(xué)習(xí)后、回憶前這段期間刺激，才會(huì)使參與者的記憶變差。這些研究的結(jié)果好像非常地混亂，這是怎么一回事？一項(xiàng)發(fā)表于《當(dāng)代生物學(xué)》的最新研究，或許能解開(kāi)這個(gè)疑惑。在這個(gè)最新的研究中，研究者首先紀(jì)錄參與者在試圖記下一連串字詞時(shí)顱內(nèi)腦電波(intracranial electroencephalography)的訊號(hào)。過(guò)往研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，參與者事后能/不能回憶起一個(gè)字詞，可以從他們?cè)噲D記下這些字詞時(shí)的腦電波狀態(tài)看出端倪。如果腦電波的高頻(high-frequency)功率(power)有所增加且伴隨低頻功率的降低，參與者之后便很有可能可以回憶出這個(gè)詞;相反地，如果腦電波的高頻功率降低伴隨著低頻功率的增加，參與者之后便很有可能會(huì)想不起這個(gè)詞。研究者便以此為基礎(chǔ)，訓(xùn)練電腦區(qū)分出參與者成功記住字詞時(shí)的腦電波訊號(hào)是什么樣的型態(tài)、沒(méi)有成功記住字詞時(shí)的腦電波訊號(hào)又是什么樣的型態(tài)。而且，在字詞出現(xiàn)前一小段時(shí)間的腦波型態(tài)，就已足夠供電腦準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)參與者是否能記住一個(gè)字詞，顯示彼時(shí)就已經(jīng)存在有‘適合’和‘不適合’記憶形成的腦部狀態(tài)的差別。在后半段的實(shí)驗(yàn)中，參與者進(jìn)行了另一階段的記憶實(shí)驗(yàn)。與前半段實(shí)驗(yàn)不同的是，在這后半段的實(shí)驗(yàn)中，參與者在試圖記住字詞時(shí)，他們腦內(nèi)的電極會(huì)給予腦部50赫茲的電刺激(這些電極的位置位于內(nèi)側(cè)顳葉或前額葉)。雖然若只看全體參與者的平均值，腦部深層刺激確實(shí)使得參與者記住的字詞變少了一些。但若進(jìn)一步分析便會(huì)發(fā)現(xiàn)，事情沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。在字詞出現(xiàn)之前，若參與者的腦波型態(tài)處于適合記憶形成的狀態(tài)，腦部深層刺激對(duì)這個(gè)最佳狀態(tài)會(huì)造成干擾，導(dǎo)致參與者記不住這個(gè)詞。但是若在接受腦部深層刺激前大腦正巧處于不適合或不利于記憶形成的狀態(tài)，腦部深層刺激卻是會(huì)使腦部轉(zhuǎn)換成適合記憶形成的狀態(tài)，于是參與者便記住了這個(gè)詞。簡(jiǎn)言之，腦部深層刺激并非只是單純地使記憶功能變好或變差而已，還牽扯到施行刺激時(shí)大腦的狀態(tài)為何。若是原本狀態(tài)大好，便會(huì)被破壞;若是原本狀態(tài)不佳，便會(huì)獲得改善。目前仍不知道的是，如果以后能夠及時(shí)偵測(cè)實(shí)驗(yàn)參與者的腦電波并即時(shí)將其加以分析，并且只在遇到不利于記憶形成的狀態(tài)時(shí)給予腦部深層刺激，這樣是否就能讓參與者的記憶有趨近于完美的表現(xiàn)呢？注1：這類(lèi)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)參與者來(lái)源非常有限。因?qū)嶒?yàn)倫理之故我們不可能單純?yōu)榱诉M(jìn)行實(shí)驗(yàn)便動(dòng)手術(shù)把電極置入?yún)⑴c者的頭顱之中，所以研究者只能招募顱內(nèi)原本就已經(jīng)置入電極者來(lái)參與實(shí)驗(yàn)。目前這類(lèi)實(shí)驗(yàn)的參與者幾乎都是頑固型癲癇(intractable seizure)患者-患者的癲癇無(wú)法以藥物控制，只能采取侵入性的治療方式。而植入電極便是為了在治療前確認(rèn)癲癇確切的病灶。注2：內(nèi)嗅皮質(zhì)位于內(nèi)側(cè)顳葉，與海馬回于結(jié)構(gòu)上和功能上都有緊密的連結(jié)，是維持記憶功能正常重要的區(qū)域之一。參考文獻(xiàn)：Ezzyat， Y.， Kragel， J. E.， Burke， J. F.， Levy， D. F.， Lyalenko， A.， Wanda， P.， … Kahana， M. J. (n.d.). Direct Brain Stimulation Modulates Encoding States and Memory Performance in Humans. Current Biology. doi:10.1016/j.cub.2017.03.028Hanslmayr， S.， & Roux， F. (2017). Human Memory: Brain-State-Dependent Effects of Stimulation.Current Biology， 27(10)， R385–R387. doi:10.1016/j.cub.2017.03.079Jacobs， J.， Miller， J.， Lee， S. A.， Coffey， T.， Watrous， A. J.， Sperling， M. R.， … Rizzuto， D. S. (2016). Direct Electrical Stimulation of the Human Entorhinal Region and Hippocampus Impairs Memory.Neuron， 92(5)， 983–990. doi:10.1016/j.neuron.2016.10.062Lyons， M. K. (2011). Deep Brain Stimulation: Current and Future Clinical Applications. Mayo Clinic Proceedings， 86(7)， 662. doi:10.4065/mcp.2011.0045Merkow， M. B.， Burke， J. F.， Ramayya， A. G.， Sharan， A. D.， Sperling， M. R.， & Kahana， M. J. (2017). Stimulation of the human medial temporal lobe between learning and recall selectively enhances forgetting. Brain Stimulation: Basic， Translational， and Clinical Research in Neuromodulation，10(3)， 645–650. doi:10.1016/j.brs.2016.12.011Suthana， N.， Haneef， Z.， Stern， J.， Mukamel， R.， Behnke， E.， Knowlton， B.， & Fried， I. (2012). Memory Enhancement and Deep-Brain Stimulation of the Entorhinal Area. New England Journal of Medicine， 366(6)， 502–510. doi:10.1056/NEJMoa1107212

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