早在2006年，國務院辦公廳主辦的中國政府網，就發(fā)表了一篇題目為《科普：睡眠時刺激大腦可能提高記憶力》的文章，介紹了德國科學家的一項研究，他們發(fā)現(xiàn)人們睡眠時用電流刺激大腦，增強腦波，可能有助于提高記憶力。如今16年過去了，進展如何？

隨著科學技術的發(fā)展，這項研究也取得了極大進展，特別是隨著我國載人航天技術的大爆發(fā)，目前我國在這方面，已經取得了長足的進步！

周仁來教授（北京師范大學應用實驗心理北京市重點實驗室主任）在《經顱電刺激技術在睡眠調節(jié)中的作用和應用展望》一文中，為我們詳細介紹了我國航天科技在這方面的進展。

周仁來教授

周仁來教授指出：越來越多的研究表明，睡眠對記憶鞏固有良好的幫助作用。

在航天飛行中，自然的24小時光/暗周期不復存在，多數(shù)低軌道載人飛行任務（如航天站）的光／暗周期約為90分鐘，地球1晝夜時間，飛船已繞地球飛行16圈，經歷了16個“晝夜”。據(jù)統(tǒng)計，幾乎所有航天員，主觀報告都顯示在執(zhí)行航天任務時存在睡眠嚴重不足的現(xiàn)象。

當前，在tDCS干預睡眠的研究領域取得了不少進展，尤其是最近的研究開始，結合深度學習、腦機結合，以及神經反饋等技術，干預手段逐漸向智能化邁進。同時，考慮到刺激的效果和大腦的實時狀態(tài)有密切的聯(lián)系，實時監(jiān)測大腦EGG信號，可以更好地實現(xiàn)調節(jié)效果。

tDCS技術干預睡眠，對增強記憶有效嗎？

以下內容，來自呂貝克大學和諾斯克醫(yī)療器械公司的三位專家：麗莎·馬歇爾教授（Lisa Marshall）、馬蒂亞斯·莫勒教授（Matthias M?lle）、哈拉赫爾·加多蒂爾教授（Halla Helgadóttir），也是2006年國家政府網《科普：睡眠時刺激大腦可能提高記憶力》采用的資料。

通過下面的試驗，有令人信服的證據(jù)，說明睡眠有助于新記憶的長期鞏固。

【試驗對象】

13名學生，來自呂貝克大學。

【試驗目的】

在睡眠期間通過tDCS技術進行干預，之后進行記憶能力從測試，來驗證干預效果。

【試驗方法】

1、將參與試驗的同學，分為實驗組和對照組；

2、實驗組同學在睡眠期間（剛入睡時，處于慢波睡眠階段），接受tDCS技術干預，對照組，僅佩戴設備，不進行干預；

3、通過實時監(jiān)測大腦EGG信號，記錄睡眠狀態(tài)中的數(shù)據(jù)；

4、通過單詞記憶測試（睡前，學習46個單詞，醒后30分鐘進行測試，記錄正確率和用時），進行效果對比。

【試驗數(shù)據(jù)】

如上圖所示，紅域為利用tDCS技術干預階段。

試驗中，實驗組、對照組睡眠中各階段數(shù)據(jù)變化情況。

【試驗結果】

如上圖所示：

單詞回憶成績：實驗組同學成績（黑色柱子）相比對照組同學（白色柱子）提高近一倍；

單詞回憶用時：實驗組同學成績，相比對照組同學，提高約20%。

【試驗結論】

睡眠時，通過tDCS技術，對大腦進行適當?shù)母深A，確實能夠增進和鞏固記憶力。（該論文發(fā)表于《Nature》上，說明試驗的權威性、以及試驗結論，得到了科學界的廣泛認同）

為什么tDCS技術干預睡眠，能提升記憶力？

其實，早在1924年，兩位美國科學家發(fā)現(xiàn)睡眠能有效地減緩遺忘；經過多年的研究，科學家了其中的生理原因：

清醒時：信息被存儲在海馬體內，此時形成的是短期記憶；

睡眠階段：在慢波睡眠中，存儲在海馬體的內短期記憶，會逐步向新皮層轉移，形成長期記憶。

2011年，該團隊又進行了一次試驗，也驗證了上述理論。

本次研究，該團隊對試驗方案進行了調整。相交5年前的試驗，這次不僅人數(shù)增加到41名，同時對試驗方案進行了調整。

如圖所示，5年前的試驗，僅在剛入睡時通過tDCS進行干預；本次試驗分為2組，A組重復之前的試驗，即在剛入睡時，處于慢波睡眠階段時，進行tDCS技術干預；B組則在睡眠進入深睡眠（快速眼動睡眠）階段，進行tDCS技術干預。

如上圖所示，這次試驗發(fā)現(xiàn)：

1、在慢波睡眠階段，使用tDCS技術干預，改善了新皮層的慢波結構（slow oscillation），增強短期記憶→長期記憶的轉化；

如上圖所示，注意實驗組（黑色柱字）和對照組（白色柱字）在慢震蕩0~1赫茲（slow oscillation）、8-12Hz（Slow frontal spindle activity）、12~15Hz（Fast parietal spindle activity）的對比。

2、不正確的tDCS技術干預，會削弱慢波結構（slow oscillation），抑制短期記憶→長期記憶轉化。

如上圖所示，不正確的干預，影響了慢波結構（slow oscillation）實驗組數(shù)據(jù)（黑色柱子）反而不如對照組（白色柱子），直到撤銷了不正確的干預后（紅圈處），情況才恢復正常。

近年來，國外各大公司都在研究，將此項技術用于改善睡眠、增強記憶力。如波音和通用公司共同持股的 HRL Laboratories、美國加州的Thync公司，都已研發(fā)出了可穿戴tDCS設備、投入市場，國內也應盡快在此領域有所突破。

參考文獻

《經顱電刺激技術在睡眠調節(jié)中的作用和應用展望》

《Safety of Noninvasive Brain Stimulation in Children and Adolescents》

《Boosting slow oscillations during sleep potentiates memory》