操纵脑网络改变认知功能:神经科学的新突破

当电路发生故障时，我们可以通过恢复电路中的连接来修复它。有可能恢复我们大脑中的连接吗?通过这样做，有可能恢复衰退的认知功能吗?大脑的许多区域连接在一起，构成了一个巨大的网络。研究人员已经开发出一种学习方法，通过操纵大脑中的连接来改变认知功能。这项研究发表在该杂志上大脑皮层，可以在临床、康复和学习辅助方法中发挥神经可塑性的重要应用。

多亏了大脑科学，是可以解码一个人的脑网络通过测量五分钟的功能性核磁共振(fMRI)活动。由于大脑网络是由遗传和经验形成的，因此可以通过大脑网络的功能连接模式来预测一个人的年龄、性格或认知功能的表现。在精神疾病中，指的是功能连通性，它是通过一些大脑区域，与健康对照组相比，增加或减少太多。有人认为，这些异常的连接导致认知功能的下降。然而，治疗精神疾病(例如，药物和认知行为疗法)不能增加或减少两个区域之间的特定连通性，因为这些方法对全球网络有广泛的影响。因此，这种既能引起特定联系的双向变化(即增加或减少)，又能引起认知功能变化的方法一直是人们期待已久的。

研究小组利用“功能连接神经反馈训练”的新技术，开发了改变人脑连接和改变认知功能的最先进方法。这项技术使用fMRI扫描大脑来监测两个大脑区域之间的功能连接，而参与者则执行简单的运动图像任务。当目标是增加功能连接时，如果检测到两种相关大脑活动之间存在高度时间相关性，就会给予金钱奖励。另一方面，当目标是减少功能连通性时，奖励会在时间相关性较低的试验中给予。该训练可以诱导功能连通性的目标变化方向(即增加或减少)，以及神经反馈训练前和训练后认知表现根据连通性变化方向的差异变化。