▲首幅脑路连接图。左图为研究中使用的近3万个电极。右图为记忆处理过程中脑电活动产生的全脑网络示意图。图片来源：宾夕法尼亚大学
近日，美国宾夕法尼亚大学（以下称“宾大”）的神经系统科学家团队在近300名神经外科患者大脑中植入电极收集数据，首次成功绘制出了全脑电波连接图。他们发现脑电波缓慢移动的低频脑活动主要驱动在记忆处理过程中发挥关键作用的额叶、颞叶和内侧颞叶之间的交流。
这次研究是“恢复活跃记忆”相关的大脑研究项目（RAM）的一部分，研究人员包括美国国防部高级研究计划局RAM项目的心理学教授兼首席研究员Michael Kahan、生物工程系在读博士Ethan Solomon及宾夕法尼亚大学认知神经调节系主任Daniel Rizzuto。该研究成果发表于《自然通讯》。
研究阐明了大脑不同区域在记忆形成等认知过程中的沟通方式。尽管许多研究使用了非侵入性工具（如功能性MRI）来研究大脑网络，但因为这些数据只能取自神经外科患者，很难用大脑直接记录来进行大范围的研究。多年来宾大研究小组从全国各地多家医院收集信息，首次对这些脑电波网络进行广泛地观测。他们要求那些接受临床监测的癫痫患者完成自由记忆任务，即记忆屏幕上的一系列词语，之后再尽力回忆出有哪些词语。
与此同时，研究人员对这些患者的大脑慢速（快速）活动，也称为低频（高频）神经活动进行观测。他们发现，当一个人有效地创造新的记忆时，大脑区域间沟通的的低频神经活动加强，高频神经活动减弱。
论文的第一作者Solomon说：“大脑区域的低频连接与该区域的神经活动增强有关。为了形成新的记忆两个功能必须同时作用 ：1.大脑区域必须单独处理刺激；2.各区域间以低频率相互沟通。
长期以来，由于额叶、颞叶和内侧颞叶三大脑区域在记忆功能中的关键作用，一直吸引着神经科学家。这项研究正好支持了RAM项目使用脑刺激增强记忆力的目标。
Kahana表示：“更好地理解在记忆处理过程中被激活的大脑网络，就能更好地调整电路刺激从而改善记忆力。我们要看看是否能用功能性连接数据来决定把哪块脑区域作为电刺激对象。”
此前RAM小组公布了250位执行记忆任务患者的长达数千小时的颅内脑记录和刺激数据。数据表明，在预计记忆可能出现衰退时给予大脑电刺激能提高人的记忆能力，但在记忆功能有效时给予电刺激具有破坏性。
不过，研究人员表示，使用脑电波连接图对创伤性记忆障碍或阿尔茨海默病等记忆障碍患者进行治疗性大脑刺激前，还需要很多工作。
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编译：Tracy 编辑：张梦 程建兰
