摘要：哥本哈根大学（University of Copenhagen）的研究人员发现，如果通过精确校准和定时的电刺激和磁刺激同时激活大脑和神经系统，可以显著增强大脑学习特定技能的能力。这项新研究不仅为康复领域开辟了全新的可能性，还可能在精英体育训练中找到应用。

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哥本哈根大学（University of Copenhagen）的研究人员发现，如果通过精确校准和定时的电刺激和磁刺激同时激活大脑和神经系统，可以显著增强大脑学习特定技能的能力。这项新研究不仅为康复领域开辟了全新的可能性，还可能在精英体育训练中找到应用。

研究介绍

图片来源：Nature Communications

研究人员精心设计了实验过程：首先，电流被传递到测试对象前臂的一条神经；几毫秒后，通过放置在头部的线圈对大脑的运动区域进行磁刺激。这种组合立即引发了测试对象手部的小幅度、不自主抽搐。10秒钟后，这一过程再次重复。

虽然这样的场景可能会让人联想到弗兰肯斯坦博士的实验室，但实际上这是一项开创性的研究，旨在探索大脑的学习潜力，解锁新的脑功能理解，并为运动训练和康复提供新的途径。年轻的健康测试对象在过程中几乎感觉不到任何不适，但在之后的运动训练中却表现出了明显更好的效果。

“我们的目标是通过电脉冲从两个方向影响脊髓网络。当这个过程反复且精确地进行时，可以提高网络的效率。我们的新发现表明，这种方法还能增强人们之后学习运动技能的能力。”该研究的主要研究员之一、营养、运动和体育系的博士生Jonas Rud Bjørndal解释道。

Bjørndal、Jesper Lundbye-Jensen及其同事发表在《自然通讯》（Nature Communications）上的研究表明，经过刺激后再进行训练，测试对象能够将运动任务的表现提升至多30%。相比之下，仅通过训练，参与者平均只能提高约20%的能力，这使得电刺激带来的额外收益显得尤为显著。

然而，Lundbye-Jensen教授警告说，这不是一种奇迹方法：“你不会因为电流穿过你的神经系统而变得更好——或者成为标枪投掷冠军。但我们的研究表明，结合刺激与后续训练可以显著增强训练的效果，可能成为帮助人们进步的重要工具。”

研究意义

当我们学习需要大量运动协调的任务时，比如快速移动手指（如研究中的实验）、弹吉他或投掷标枪，大脑必须能够随着练习而发生物理变化。这种能力被称为大脑的可塑性。

“大脑和中枢神经系统网络必须能够物理适应，因为这是我们学习的基础。这些神经系统的变化对于记忆同样重要，使我们能够保留和回忆所学的内容。”Lundbye-Jensen解释道。

这项新研究建立在先前的研究基础上，显示了大脑和周围神经（例如前臂）的刺激可以积极影响大脑的可塑性。研究人员成功证明，通过精确设置和定时，这种可塑性和学习准备状态可以通过反复配对的电刺激和磁刺激得到增强，这些刺激在脊髓中交汇。

“由于我们和其他人在早期研究中已经表明，学习运动技能的能力与神经系统中的可塑性变化有关，因此探索这两者是否能产生协同效应是一个合乎逻辑的步骤。我们的发现确实证明了这一点。”Bjørndal说。

研究人员强调，配对刺激的精确计时是该方法取得成功的关键因素。如果刺激的时间不对，效果会大大减弱。

“这使得该方法的应用更具挑战性，但它符合我们对大脑可塑性机制的理解——即精确计时的重复激活有助于加强神经系统连接。新的地方在于，后续的训练可以利用刺激在神经系统中创造的效果。这一知识具有根本性的意义，未来的研究将会更加令人兴奋。”Bjørndal补充道。

这项研究为理解大脑可塑性与运动训练效果之间的关系提供了新的见解。尽管目前还不清楚这种知识能在多大程度上帮助人们改善运动功能，但研究人员希望他们的成果能够造福社会。

最初，这种技术可能会为理疗、医疗保健和老年人护理中的康复策略带来新的可能性。

“我们社会中有些人因神经系统损伤而面临着恢复行动能力的巨大挑战。显然，训练至关重要。但如果包括我们研究在内的新方法能够使这种训练更加有效，哪怕只是一点点，那也将是非常令人满意的。”Lundbye-Jensen说。

此外，刺激技术也可能对精英运动员有益，特别是在依赖爆发力的项目中。然而，对于那些急于尝试这些实验方法以提升个人训练效果的人来说，获取相关设备可能会遇到困难，因为这些设备目前主要限于大学和医院的研究人员和工作人员使用。

新闻来源：Nature Communications

来源：启真脑机智能基地