经颅近红外激光刺激可提升人类工作记忆

工作记忆——在几秒钟内主动“记住”有用信息的能力——在许多认知活动中起着至关重要的作用。由于工作记忆能力的个体差异可以预测流体智力和广泛的认知功能，这使得提高工作记忆能力成为干预和增强的有吸引力的目标。

美国FDA认为经颅近红外激光刺激（Transcranialphotobiomodulation，tPBM）是一种非常有前途、经济且安全的改善人类认知功能的替代方案。它的干预机制是利用近红外光非侵入式地穿过颅骨进入大脑皮层，颅内神经元中的细胞色素c氧化酶（cytochromecoxidase，CCO）通过吸收光子提升了自身在氧化磷酸化反应中的催化效率，在细胞层面表现为线粒体呼吸链反应中合成三磷酸腺苷（ATP）的效率提升，实现对神经元内线粒体的呼吸作用的调节。研究指出107nm的激光照射可以改善阿尔茨海默病小鼠的认知障碍并减少β淀粉样蛋白的沉积。而在国内还没有tPBM应用于改善人的认知能力的研究报道。

该研究通过四个双盲对照实验，被试接受光刺激和安慰剂照射之后，采集了90名正常成年人进行视觉工作记忆任务时的脑电和行为数据，该研究论证了经颅光刺激技术对人类视觉工作记忆容量改善的有效性以及特异性。

研究者发现106n光刺激作用于右侧前额叶可以提高个体的视觉工作记忆容量，并扩大工作记忆容量相关的事件相关电位（Event-Related potentials，ERP）成分——对侧延迟活动（Contralateral Delay Activity，CDA）。重要的是，CDA的负载效应是光生物调节和工作记忆行为增强的中介。

同时，研究团队还发现光生物调节技术对工作记忆的行为改善具有波长和脑区特异性。如下图所示，实验三发现只有106nm的光刺激可以改善个体的工作记忆容量，而产生热量一致的85nm的光生物调节刺激则不会产生行为以及电生理上的变化。另外，实验四通过变更刺激脑区，发现106nm的光刺激对个体的工作记忆的提升效应消失。