腦機啟偵丨腦機接口領域新突破，有望用于阿爾茨海默病治療

近日，中國科學院某研究團隊在信號處理與神經科學交叉研究領域取得新進展。研究團隊通過結合顱內腦電圖與高精度眼動追蹤這兩項技術，首次在單次注視的時間尺度上，解析了人腦在處理新信息與熟悉信息時，海馬體與額葉眼動區的動態協同機制。相關成果發表于《神經影像》。

人注視時，存在兩種基本認知狀態：第一次看到新事物時的“探索”，以及再次看向熟悉事物時的“回訪”。前者對應新信息的獲取，后者則涉及已有知識的鞏固。這兩種狀態的失衡，與多種神經精神疾病密切相關。然而，大腦如何在數百毫秒的注視時間內完成這兩種狀態的切換，此前尚不明確。

實驗示意圖

為破解這一奧秘，團隊利用了兩項技術。一是顱內腦電圖，該技術可直接記錄大腦深處的神經電活動，是目前人類能獲取的時空精度最高的神經信號之一；二是高精度眼動追蹤，可實時捕捉人每一瞬間在看什么、怎么看。

“通過將這兩項高精度技術結合，我們就能知道：當人的眼睛看向某個事物的那一瞬間，大腦里哪個區域在干什么。”團隊成員、論文第一作者田紫薇介紹，“我們重點關注兩個區域：負責記憶的海馬體、負責注意力與眼動控制的額葉眼動區。結果發現，它們的分工非常清晰。”

探索（左列）和回訪（右列）行為背后的注意力與記憶系統分工協作

當人探索新信息時，在注視開始前的幾百毫秒，海馬體就已經提前“預熱”，進入一種“預備注意”狀態，像是在說“有新情況，準備記錄”；等開始注視后，額葉眼動區迅速響應，并維持關注。當人回訪熟悉信息時，海馬體會首先快速提取記憶，引導眼睛精準地回看那個熟悉的目標，看完之后緊接著進入“鞏固記憶”的狀態。整個過程，兩個腦區一直在實時“通話”，協同配合。

這一發現揭示了注意力與記憶系統在視覺行為中的精細分工與協同機制，也為基于腦機接口的閉環神經調控治療提供了新的理論依據。該團隊正以此為基礎，著手構建面向記憶改善的閉環腦機接口系統，力求實現實時精準調控。

“當前，腦機接口技術正在從‘讀懂大腦’走向‘調控大腦’。這項研究有望推動神經精神疾病的精準干預：針對阿爾茨海默病患者的記憶障礙，可以在檢測到海馬體活動模式異常、記憶提取失敗時，自動觸發一個電刺激，幫大腦‘推一把’；針對注意力缺陷障礙患者，可以在注意力即將下降之前，提前啟動靶向調控，防止走神。”田紫薇進一步解釋。

來源：陜西日報、中國科學院西安光機所

論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1053811926001552?via%3Dihub

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