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神經(jīng)反饋:訓(xùn)練衰老的大腦

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神經(jīng)反饋處于硬科學(xué)和軟承諾之間的一個有趣領(lǐng)域。它是一種非侵入性的腦訓(xùn)練,基于對神經(jīng)元活動的實時監(jiān)測,通常通過腦電圖(EEG)進行,更少通過功能成像。它的原理其實很簡單:在大腦活動時,給它展示正在做的事情,讓它練習(xí)做其他事情。

通過放置在頭皮上的電極,EEG 檢測由同步神經(jīng)元放電產(chǎn)生的電活動模式;軟件隨后將這些模式轉(zhuǎn)化為即時的視覺或聽覺反饋。經(jīng)過多次訓(xùn)練,大腦可以隱性地學(xué)習(xí),花更多時間處于“理想”狀態(tài):更穩(wěn)定的注意力、更平靜的狀態(tài),以及與疼痛相關(guān)的電路中噪音更少。這不是魔法,也不是思想控制。更像是教導(dǎo)神經(jīng)系統(tǒng)不要緊握方向盤。

對于關(guān)注長壽的朋友來說,這個吸引力是顯而易見的。衰老的大腦不僅僅是變慢;它們往往變得不那么靈活。振蕩節(jié)律可能會變平、碎片化或頑固地僵化,特別是在睡眠惡化、壓力加劇、炎癥潛伏或血管健康下降時。神經(jīng)反饋旨在重新激活大腦的可塑性,恢復(fù)其靈活性,而不僅僅是功能。

其背后的科學(xué)

神經(jīng)反饋的核心是神經(jīng)可塑性:大腦根據(jù)經(jīng)驗重塑其網(wǎng)絡(luò)的能力。這不是比喻,而是一系列可測量的過程——突觸重塑、興奮性和抑制性平衡的變化、連接性改變、網(wǎng)絡(luò)效率的提升——這些都發(fā)生在大腦的皮層和皮層下區(qū)域。

EEG 信號通常以頻率帶的形式描述——δ、θ、α、β、γ——每個頻率帶與廣泛的認(rèn)知和生理狀態(tài)相關(guān)。在實際應(yīng)用中,這些頻率帶更像是重疊的天氣系統(tǒng),而不是整齊的架子;上下文、年齡、疲勞和病理都會影響這些模式。盡管如此,整體思路依然成立:健康的大腦流暢地調(diào)節(jié)振蕩活動以適應(yīng)時刻。當(dāng)這種調(diào)節(jié)受到限制,比如在錯誤的時間出現(xiàn)過多的慢波活動、α波穩(wěn)定性不足、過度的β波喚醒或相位同步減少時,認(rèn)知和情緒可能會受到影響。

神經(jīng)反饋通過將這些振蕩轉(zhuǎn)化為訓(xùn)練目標(biāo)來工作。當(dāng)大腦在定義的參數(shù)內(nèi)產(chǎn)生活動時(通常通過簡單的游戲界面),就會獲得獎勵;隨著時間的推移,它學(xué)習(xí)更容易地復(fù)制這種狀態(tài)。重要的是,這種學(xué)習(xí)主要是隱性的,更像是通過反復(fù)提示來調(diào)整姿勢,而不是通過‘思考’來找到新的節(jié)奏。

該技術(shù)并不限于腦電圖(EEG)。實時功能性磁共振成像(fMRI)神經(jīng)反饋顯示,重度抑郁癥患者可以學(xué)習(xí)調(diào)節(jié)杏仁核的活動——這是情感重要性的關(guān)鍵區(qū)域——對情緒產(chǎn)生可測量的短期影響 [1]。這很重要,因為它表明神經(jīng)反饋不僅可以在廣泛的振蕩音調(diào)層面上運作,還可以在特定電路和區(qū)域的層面上運作,前提是信號足夠準(zhǔn)確,訓(xùn)練設(shè)計良好。

然而,盡管fMRI提供了外科級的空間精度,但其對數(shù)百萬美元掃描設(shè)備的依賴使其在臨床上變得稀有——對于普通追求長壽的人來說,它的費用遠(yuǎn)高于大多數(shù)精品診所提供的便攜式頭戴EEG設(shè)備,且獲取難度也更大。

這就讓事情變得復(fù)雜了。神經(jīng)反饋并不是一回事。協(xié)議差異很大;結(jié)果測量不同;安慰劑和期望效應(yīng)并非微不足道;個體差異往往巨大。有效嗎?有可能有效。保證有效嗎?一點也不。

患者的臨床益處是什么?

神經(jīng)反饋已在廣泛的適應(yīng)癥中進行了探索——從神經(jīng)發(fā)育到精神病再到神經(jīng)退行性疾病——但證據(jù)的可靠性參差不齊。一些領(lǐng)域看起來越來越可信;其他領(lǐng)域則仍然更具理想性而非證明性。

注意缺陷多動障礙(ADHD)是研究最多的臨床應(yīng)用,多項試驗表明基于EEG的神經(jīng)反饋可以減少注意力不集中和沖動行為,并且這種益處可能在訓(xùn)練結(jié)束后仍然持續(xù)。結(jié)果各不相同,但有跡象表明:訓(xùn)練似乎能在部分患者中改善注意力控制。

在精神疾病中,神經(jīng)反饋常被視為一種重新校準(zhǔn)失調(diào)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方式,而不單單依賴于語言處理。焦慮、抑郁、強迫癥和創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙與靜息態(tài)活動和任務(wù)相關(guān)動態(tài)的可測量變化相關(guān);神經(jīng)反饋旨在針對這些神經(jīng)生理相關(guān)性,而不是一個人可以講述的關(guān)于其癥狀的故事。這對那些感到“說得夠多”或難以接受傳統(tǒng)心理治療的患者來說,可能是有吸引力的。

最強的敘述案例可能是慢性疼痛,現(xiàn)代理解不再僅僅是外周損傷,而是中央神經(jīng)系統(tǒng)的放大——感覺、注意和情緒網(wǎng)絡(luò)的持久重塑。一項針對多重耐藥慢性下背痛的初步研究報告稱,專注于α相位同步的腦電圖訓(xùn)練產(chǎn)生了持久的疼痛減輕和生活質(zhì)量改善 [2]。疼痛并不是“全在腦海中”——但大腦,字面上來說,確實參與了疼痛;在這種情況下,重新訓(xùn)練大腦皮層的節(jié)律,似乎不再只是奢侈,而是變得更像一種合理的輔助治療。

神經(jīng)反饋也在神經(jīng)退行性疾病中得到了探索,包括帕金森病 [3],盡管目前的證據(jù)仍處于早期階段,且結(jié)果各異;漸進性神經(jīng)生物學(xué)的復(fù)雜性使得簡單的訓(xùn)練效果更難以維持,研究規(guī)模仍然較小。

還有一個更微妙的問題:健康老齡化。神經(jīng)反饋能否在損傷出現(xiàn)之前保持認(rèn)知韌性?機制上的論證很有吸引力——支持靈活性、減少不適應(yīng)的僵化、增強注意力控制——但穩(wěn)健的縱向證據(jù)仍然很少。就目前而言,它屬于“有前景但未經(jīng)驗證”的抽屜。一個整齊的抽屜,但仍然是一個抽屜。

神經(jīng)反饋會議的展開過程

整個體驗其實挺平淡的。傳感器被放置在頭皮上并連接到記錄系統(tǒng);會議通常持續(xù)30至60分鐘。實時算法會從腦電圖信號中提取特征——比如頻帶內(nèi)的幅度、區(qū)域之間的相干性、相位同步,或者根據(jù)協(xié)議的其他參數(shù)——然后將這些特征轉(zhuǎn)化為反饋。

反饋可能簡單到只是一條移動的進度條、一種變化的聲音,或者當(dāng)大腦達到目標(biāo)狀態(tài)時變得更流暢的游戲。至關(guān)重要的是,患者通常不會被要求“更加努力”;有意識的努力有時反而會讓信號變得更嘈雜。相反,神經(jīng)反饋依賴于條件反射和重復(fù):神經(jīng)系統(tǒng)通過強化學(xué)習(xí)到它所獲得獎勵的內(nèi)容。

大多數(shù)方案通常每周要進行好幾次會話,持續(xù)幾周,總次數(shù)往往達到幾十次。這聽起來很緊張,因為確實如此。神經(jīng)可塑性并不懶惰;如果你想要持久的變化,你就得練習(xí)。隨著時間的推移,目標(biāo)是讓訓(xùn)練的模式逐漸穩(wěn)定——這樣大腦即使沒有設(shè)備也能訪問它們。

有些人在幾次會話后感受到了一些微妙的變化,比如更穩(wěn)定的專注力、更好的睡眠和更少的情緒波動。其他人則完全沒有感覺。少數(shù)人會暫時感到不適,比如頭痛、疲勞和煩躁,這通常是因為方案過于激進,或者訓(xùn)練目標(biāo)和個人的基本狀態(tài)不匹配。大腦是適應(yīng)性的;它也是有主見的。

局限性、爭議和觀點

神經(jīng)反饋最大的問題并不是它從來沒有效果——實際上,它通常是有效的。問題在于異質(zhì)性:在協(xié)議、從業(yè)者、群體、結(jié)果測量和對照質(zhì)量方面。一些研究很謹(jǐn)慎;有些研究非常嚴(yán)謹(jǐn),而其他研究則顯得……過于熱情。神經(jīng)反饋可以由高度訓(xùn)練的臨床神經(jīng)生理學(xué)家提供,也可以由那些資質(zhì)更接近于“看過一個研討會”的操作員提供。差異是重要的。

個體之間的反應(yīng)差異很大,不僅僅是因為動機?;€網(wǎng)絡(luò)組織、神經(jīng)化學(xué)狀態(tài)、睡眠質(zhì)量、藥物、共病情況甚至瞬時的喚醒狀態(tài)都可以影響可訓(xùn)練性。再加上神經(jīng)反饋與期望效應(yīng)之間的微妙關(guān)系——大腦對信念、背景和獎勵極其敏感——這使得很難將特定信號學(xué)習(xí)與更廣泛的治療成分清晰分開。這并不意味著這些好處是“假的”,而是說機制并不總是那么簡單。

標(biāo)準(zhǔn)化的問題也很重要。這一領(lǐng)域一直在努力改善報告和設(shè)計(參見2020年在Brain上發(fā)布的共識清單),專業(yè)機構(gòu)也發(fā)布了強調(diào)能力、準(zhǔn)確的聲明和倫理的交付的實踐指南 [4]。但是,宣傳神經(jīng)反饋作為每個人都能享受的大腦升級——更敏銳、更快樂、更年輕、永遠(yuǎn)如此——的診所,應(yīng)該以同樣的懷疑態(tài)度對待,就像你對任何承諾能讓你長生不老卻不提及現(xiàn)實的長壽產(chǎn)品一樣。

那么,神經(jīng)反饋在健康壽命的討論中扮演什么角色?作為一個潛在的輔助治療手段——用于特定指征,由經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的人員提供,具有明確的結(jié)果測量,并結(jié)合那些乏味但有效的基本要素:睡眠、身體活動、代謝健康、社會聯(lián)系、認(rèn)知挑戰(zhàn)。換句話說:神經(jīng)反饋很有趣;但它不能替代像你想要好好保護自己的大腦那樣生活。

[1] https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0088785
[2] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31254096/
[3] https://www.isnr-jnt.org/article/view/16539
[4] https://isnr.org/guidelines-for-practice

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