首页 > 业界 > 关键词  > twitter最新资讯  > 正文

科学家利用计算机控制的大脑植入物提供有针对性的电刺激 以改善认知功能

2021-11-03 09:44 · 稿源: cnbeta

据New Atlas报道,一项具有里程碑意义的试点研究表明,大脑植入物可以提供有针对性的电刺激,以改善认知功能。这种植入物实时感知认知缺陷的电生物标记,并通过刺激特定脑区做出反应。

这项新研究发表在《自然·生物医学工程》杂志上,是多年来针对大脑中负责认知控制的部分所做工作的最终成果。从抑郁症到强迫症,许多精神健康疾病中都可以发现认知控制能力的损伤。这些认知控制的缺陷表现为不灵活的思维过程。明尼苏达大学医学院的Alik Widge说,不能轻易从一个思维过程转向另一个思维过程是许多精神疾病的一个关键特征。

“一个例子可能包括一个患有抑郁症的人,他就是无法摆脱‘卡住’的消极思想,”Widge说。“因为它是精神疾病的核心,找到一种改善它的方法可能是治疗这些疾病的一个强大的新方法。”

Widge及其同事在2019年的一项研究中发现,电刺激大脑腹侧内囊/腹侧纹状体(VC/VS)区域可以增强认知控制。早期的工作不仅证明了当参与者接受认知控制测试任务时,VC/VS区域的深层脑刺激改善了认知控制,而且还确定了与临床改善相对应的特定神经生物标志物。

根据这些早期发现,研究人员开发了一种算法,可以实时检测大脑何时在认知控制任务中挣扎。当检测到认知控制的失误时,该系统向VC/VS区域提供短暂的电刺激,迅速提高认知控制性能。

“这个系统可以读取大脑活动,当病人遇到困难时,对其进行‘解码’,并对大脑进行小范围的电刺激,以促进他们克服困难,”Widge解释说。“我经常使用的比喻是一辆电动自行车。当有人蹬车但有困难时,自行车会‘感应’到它并增强它。我们已经为人类的心理功能做了相当于这样的事情。”

测试这一实验系统的试点研究招募了12名接受脑部手术的癫痫患者。研究中的一些病人确实报告说刺激缓解了焦虑症状,但Widge清楚地指出,这项研究只能专注于加强认知控制,在临床试验开始对患有严重焦虑症的受试者测试这种侵入性大脑植入之前,还需要进一步的工作。

“还有很多事情要做,而且这很明显不是对每个抑郁症/焦虑症/强迫症/其他任何疾病的治疗,但我们认为这是朝着机制驱动的脑深部刺激迈出的相当大的一步,”Widge在Twitter上称。“这不是一个临床试验,但有几个病人有明显的焦虑,而提高认知控制能力使他们能够专注于远离那种焦虑的内心独白。”

这项新研究是首次证明大脑植入物能够实时感知认知缺陷的迹象,并通过有针对性的刺激来恢复正常的神经活动。这种植入物被是一个闭环系统。它类似于一些心脏起搏器通过感知不规则活动而刺激心脏来维持最佳心率的方式。

这类闭环脑刺激植入物过去曾被用于检测和治疗癫痫发作,但研究人员在为精神疾病开发类似系统时面临的挑战是缺乏明确的神经生物标志物,这些标志物负责抑郁症或焦虑症等深层次的多面性疾病。

这项新研究表明,认知控制缺陷在许多精神障碍中是常见的,这些缺陷很容易用认知控制测试来测量,而且有明确的电生理特征与这些缺陷相对应。Widge和他的团队雄心勃勃地推测,这种治疗方法可能对各种精神疾病有用。

科学家在新研究中总结说:“同样的框架也可以应用于其他认知或情绪问题,例如,监测和加强学习或情绪失调。尽管在这些结果能够直接应用于临床之前仍然存在大量的技术差距,并且需要为认知作为治疗的主要焦点建立证据基础,但我们的结果可以成为干预人类神经精神疾病的高度具体方法的基础。”

这项新研究发表在《自然·生物医学工程》杂志上。

举报

  • 相关推荐
  • 科学家发现太阳系外可能存在生命:相关物质仅能通过生物代谢产生

    近日,天文学领域传来一项引人瞩目的研究成果:一支科研团队借助詹姆斯韦布空间望远镜搭载的尖端仪器,对一颗距离地球124光年的系外行星展开深度观测。这颗编号为K2-18b的行星位于狮子座方向,其质量约为地球的8.6倍,体积相当于地球的2.6倍。研究团队通过精密光谱分析,在其大气层中捕捉到二甲基硫醚(DMS)与二甲基二硫醚(DMDS)的独特化学信号——这两种含硫化合物在�

  • 对标斯坦福!曹德旺:福耀科技大学将是中国科学家摇篮

    今年2月,由玻璃大王”、福耀集团董事长曹德旺捐100亿设立的福建福耀科技大学正式获批,并宣布王树国任校长。日前,曹德旺、王树国在《对话》节目中回应了为什么要建立大学?学校已初步荟聚了一支高水平国际化的师资队伍,包括海内外院士15人,全球前2%顶尖科学家56人,国家级高层次人才80人,具有境外教育背景或教科研经历教师占比71.2%。

  • 全球首个AI科学家天团出道!007做实验碾压人类博士,生化环材圈巨震

    非营利组织FutureHouse发布全球首个公开可用的AI科学家系统,包含四个专业AI智能体:通用智能体Crow、文献综述智能体Falcon、调研智能体Owl和实验智能体Phoenix。这些AI在科学文献搜索准确率上已超越GPT-4.5等主流模型,能访问完整科学文献并评估信息来源质量。平台提供透明推理过程和API接口,支持科研流程自动化。测试显示AI在PCOS疾病研究中,仅用几分钟就完成传统需数周的文献调研,并能生成可验证假设。创始人表示这些AI将大幅提升科研效率,未来两年内有望替代科学家大部分案头工作。

  • 如新持续升级产品力,为消费者提供科学健康解决方案

    在"健康中国"战略的推动下,如新集团持续加大科技创新投入,以产品力定义行业新标准。 2024 年推出的ageLOC新智清体仪iO(WellSpa iO)和TRME体型管理计划等创新产品,展现了企业在科技研发方面的领先实力。如新ageLOC新智清体仪iO融合了自适应微电流技术与物联网科技,开创了个性化护肤新体验;TRME体型管理计划则整合代谢科技与营养科学,为消费者提供科学健康解决方案。这些�

  • 警告!你的大脑数据正在被出售……

    与其他个人数据不同,神经数据是直接从人类大脑中获取的,即使经过匿名处理,也能揭示出心理健康状况、情绪状态和认知模式。这些信息不仅非常私密,从战略角度看也极为敏感……

  • 「1000 AIdea 应用计划」报名开启!下一个爆款应用,由你定义!

    1993年是互联网发展的重要转折点,这一年见证了多项改变世界的里程碑事件:欧盟统一市场启动、克林顿就任美国总统、世贸中心首次遭遇恐袭、《侏罗纪公园》掀起科幻电影热潮等。而最具深远影响的是1月23日首个软件应用的诞生,标志着信息获取进入人人可及的新时代。30年来,互联网用户从百万激增至全球63%人口在线,中国网民渗透率更达77%。随着云计算、低代码和AI工具的普及,87%的企业开发者已将其用于日常项目。"1000AIdea应用计划"旨在降低技术门槛,让每个人都能通过应用开发留下独特印记。该计划面向所有行业人士开放,参赛者可基于Amazon Q Developer开发新应用或优化现有产品。

  • 长相完美听障女孩植入人工耳蜗:正进行语训康复

    5月9日媒体报道,听障女大学生宥璿成功植入人工耳蜗,正在进行语言康复训练。这位西安美院学生在校运会举牌视频曾因出众外貌走红网络。当事人表示意外走红既紧张又激动,但会保持平常心专注学业。她透露因幼时发烧导致失聪,20年来在家人的关爱下正常生活学习。目前她正从拼音开始重新学习说话,已能发出"爸爸妈妈"等简单词汇。宥璿表示将继续努力生活,接纳自身不完美,感谢社会各界的关注与支持。

  • “长相完美”听障女孩植入人工耳蜗:正在进行语训康复

    ​近日,西安美术学院运动会开幕式上,听障女大学生宸玥举牌的视频在网络上引发关注。宸玥通过社交媒体发布视频,分享自己已成功植入人工耳蜗,并坦言:“虽然做耳蜗的过程很痛苦,但我坚持下来了!”

  • 新技术让人类能看见从未见过的颜色 开启色彩认知新篇章

    科学家成功研发出一种革命性的视网膜基因编辑技术“Oz”,突破了传统对色盲的认知局限,为患者带来了全新的视觉体验。该技术通过精确控制视网膜内的感光细胞,打破了自然限制,使受试者能够观察到一种前所未有的颜色。研究团队还探索了该技术在矫正色觉异常方面的潜力,并表示将继续深入研究,推动其在更多领域的应用。这一成果不仅拓展了视觉科学的研究领域,也引发了人们对人类视觉感知的深刻思考。未来,人类的视觉体验将更加丰富和多彩。

  • 国际期刊力证:干细胞外泌体有潜力改善慢阻肺、哮喘、气道炎症

    最新研究表明,间充质干细胞外泌体在呼吸系统疾病治疗中展现出巨大潜力。外泌体作为细胞间通讯载体,能通过调节炎症因子平衡、抑制过度免疫反应,有效缓解慢性阻塞性肺病(COPD)和哮喘等慢性肺部疾病症状。相比干细胞移植,外泌体具有更高安全性和稳定性,且无免疫排斥风险。动物实验证实,外泌体治疗可显著改善肺功能、减轻呼吸困难。目前国内企业已建立完善的外泌体研发体系,并布局多项临床研究。随着技术进步,干细胞外泌体有望成为呼吸系统疾病精准治疗的重要工具。