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磁刺激讓你看得更清晰

法國腦部暨脊髓所研究中心(CNRS / Inserm / UPM)最近的一跨國研究指出,利用跨顱磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation,TMS)成功地促使受試者的視覺能力提升。他們利用TMS刺激右腦與知覺意識和定位空間注意力的腦區,使受試者更能清楚接受在螢幕上顯示的目標物。這篇發表在最新一期《公共科學圖書館(PLoS ONE)》的研究,也許是個可以提供一些視覺疾病康復的新型技術,甚而提供需要看得非常精細的作業增進其視覺接收的解析度。

跨顱磁刺激是一種非侵入式,可對於特定腦區施打磁脈衝(pulse)的技術,他利用電流產生磁場(安培右手定則)而磁力線對準特定腦區,進而無痛且短暫的影響該腦區的神經元活化情形。這項技術目前主要使用於腦科學在認知行為上的研究,科學家近年則致力於這項技術應用於普羅大眾增進特定腦區功能的可能性。

Antoni Valero-Cabré的研究將跨顱磁刺激施打在右側額葉眼動區(right frontal eye field,rFEF)這個腦區並不位在主要視覺區,但它參與了眼動的計畫歷程與視覺注意力在空間中的定位。第一個實驗,受試者必須區辨一個僅短暫閃現33毫秒,位於凝視點左或右的模糊的Gabor圖(註1)是向左斜或向右斜,其中有一些在目標顯示之前用TMS刺激rFEF(另外一些雖然沒有用TMS刺激,但為讓受試者在有無刺激下感覺相同,此時就會施打sham TMS,即讓受試者心裡感覺相同但沒有真實進行刺激的偽TMS刺激)。其結果發現,在TMS刺激後的視覺敏感度比sham TMS的結果提升了12%。實驗二與實驗一大致相同,惟目標出現前多了一個預告目標物顯示位置的指標,這個指標有四分之一的機率是錯的,四分之三是對的,結果發現TMS刺激後僅在指標是正確的時候增進視覺敏感度。

雖然視覺意識這樣的大腦功能,在健康受試者身上本來就很好,但透過TMS刺激似乎還可以顯著的「提升」。這項技術也許可以嘗試協助心血管疾病引發皮質損壞的病人,或是有視網膜疾病的患者;而實驗二更說明,不僅只TMS刺激,若有正確的指標更有助益。

目前的實驗是在每一題出現前短暫的施打單次TMS(single pulse TMS),研究者也希望未來嘗試施打連續的TMS(repetitive TMS),讓其刺激的腦區可以維持較長的時間在「提升」(註2)後的狀態。

註1:筆者日前將「Gabor圖」翻作「正弦波紋理圖」,圖例可參閱原文看這一篇;還在找尋更適當的翻法,姑且就用「Gabor圖」吧!
註2:並非所有的TMS實驗結果都是「提升」,故加註引號。

資料來源:『Science Daily』:『Magnetic Stimulation to Improve Visual Perception』[5 June 2012]

 

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