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新兴之领域,更具有魅力 精选

已有 4043 次阅读 2022-4-8 23:58 |系统分类:科研笔记

客观地讲,任何研究领域都是具有魅力的。然而,不同研究领域的魅力存在很大差异。有些领域,更有魅力,很容易让人感兴趣。反过来看,有些领域,魅力有限,难以让人产生兴趣。如果研究者选择一个魅力有限的领域,那么,他/她在研究之中往往很难充满激情地开展工作,从研究成果也可推测,他/她的研究过程大概是别扭的,甚至是痛苦的。倘若接触一个新兴的研究领域,只要认真阅读文献,就很可能产生兴趣,毕竟,这样的领域往往更有魅力。

当前,小脑刺激(cerebellar stimulation)就是一个新兴的研究领域,面临着很多挑战。这些挑战,有的是其他新兴领域初期也会面临的,有的是这个领域独有的。实际上,一个研究领域的挑战,正体现了它的研究魅力。一个研究领域鲜能构成挑战,它就成了传统领域,研究魅力也就大大下降。小脑刺激研究面临挑战,其实是蕴含机遇,散发着魅力。

第一,小脑刺激研究处于初始阶段,探索性研究可能成为重要文献。研究者一般都非常看重自己对相应领域的学术贡献,期望自己的研究成为经典之作。眼下,与大脑皮层刺激相比,小脑刺激依然处于初始阶段。以小脑为刺激对象时,大部分研究依赖于直接从大脑皮层刺激研究借鉴来的刺激参数、方案、机制和安全指标。由于小脑与大脑在结构和形态上都是不同的,因此,把这些情况用于小脑,是具有挑战性的。

理解电刺激与磁刺激对小脑功能的调节效应,必须深入研究小脑刺激的基本神经生理机制。为了提高小脑刺激研究的可靠性,非侵入式小脑神经刺激方案需要详细的指导方针和标准作法。如果研究者在指导方针和标准作法方面做出贡献,那么,肯定会成为小脑刺激研究领域的经典文献。

第二,小脑刺激研究涉及微妙差异,精细性研究可能取得重要发现。与其他领域的研究相比,小脑刺激结果的个体差异更为明显。侵入式与非侵入式小脑刺激的效应依存于很多方面,包括刺激参数、头皮与皮层的距离、小脑组织对电流易感性的生理差异、中枢神经系统的唤醒水平。相同靶区的神经元,由于电流形态的不同,可以由相同的电场引起去极化或超极化(Rahman, Toshev, & Bikson, 2014)。解剖差异或电极/线圈放置不当,都可能造成靶点组织的异质刺激。

由于小脑皮层高度折皱,个体间相当小的解剖差异,对小脑刺激反应的影响,就可能比对其他脑区的影响大得多。此外,个体因素,比如,脑脊液量、电极与皮层的距离,也会影响tDCS的神经生理结果(Mosayebi-Samani et al., 2021)。小脑刺激研究的多模式取向,可能在补充当前方案和解决某些局限方面发挥重要作用。例如,交叉使用非侵入式脑刺激与神经成像技术,可以考察对小脑神经刺激反应中神经活动的时间与空间特征(Liebrand et al., 2020)。相应地,这种组合取向的精细研究可能为小脑如何在大脑中建立生理与功能效应提供新的观点。

第三,小脑刺激技术具有替代方案,灵活性研究可能更为引人入胜。小脑刺激的其他方案和技术可能对小脑功能的有关方面提供新的见解。例如,那些能够影响小脑振荡活动的方案,像经颅交流电刺激(transcranial alternating current stimulation, tACS)或小脑重复性经颅磁刺激(rTMS),在特定频率时可以选择性地刺激特定的神经元,也就是振荡频率与刺激频率接近的神经元。

小脑振荡活动与多种大脑功能有关。例如,以节律方式对小脑进行大于30 HztACS之后,可以促进运动功能(Wessel et al., 2020)。同样地,以θ波的模式(3~8 Hz)对后叶进行小脑rTMS能影响与记忆有关的认知功能,以β波的模式13~30 Hz进行刺激,能影响一些与语言有关的过程(Dave, VanHaerents, & Voss, 2020)。

第四,小脑刺激技术具有治疗效果,应用性研究可能带来社会效益。人们对侵入式与非侵入式小脑刺激的临床应用很有兴趣,一些运动障碍和精神障碍可由小脑刺激进行治疗。同时,关于哪些小脑区域应当作为不同疾病的靶点、小脑何时应当作为优于其他脑区的靶点,现在尚无共识(Miterko et al., 2019)。小脑神经刺激研究的可重复性也是一个挑战,这迫切需要临床与实验研究系统阐明小脑在已知心理病理模型中的作用。

人类面临许多心理问题,小脑刺激能够治疗心理问题,虽然具体的方案需要精细研究。这样的前景激动人心,也催人奋进。如果研制出了治疗常见心理疾病的小脑刺激方案,那么,心理健康服务就多了一种行之有效的技术,必将为人类的身心健康做出更大的贡献。

总之,小脑刺激是个新兴领域,充满挑战,也充满机会,阅读有关文献,了解相应研究,让人兴致盎然,跃跃欲试。这就是一个新兴领域的魅力。

因此,虽然任何领域都可能有人感兴趣,不过,不同领域的魅力差异是显然的。对于一些研究者,合理认识这个问题是必要的,否则,由于各种原因而选择魅力有限的研究领域,就很容易遇到各种始料未及的麻烦,届时难免陷入被动。勇于接触和选择新兴领域,至少对于一些研究者是关键的。

当然,新兴领域的说法是相对的,随着时间的推移,新兴领域会成为较新领域、传统领域。同时,研究中又必然会出现新兴领域,从而,不断推动科学研究向前发展。

参考文献

Dave, S., VanHaerents, S., & Voss, J. L. (2020). Cerebellar theta and beta noninvasive stimulation rhythms differentially influence episodic memory versus semantic prediction. Journal of Neuroscience, 40, 7300-7310.

Liebrand, M., Karabanov, A., Antonenko, D., et al. (2020). Beneficial effects of cerebellar tDCS on motor learning are associated with altered putamen-cerebellar connectivity: A simultaneous tDCS-fMRI study. NeuroImage, 223, 117363.

Miterko, L. N., Baker, K. B., Beckinghausen, J., et al. (2019). Consensus paper: Experimental neurostimulation of the cerebellum. The Cerebellum, 18, 1064-1097.

Mosayebi-Samani, M., Jamil, A., Salvador, R., et al. (2021). The impact of individual electrical fields and anatomical factors on the neurophysiological outcomes of tDCS: A TMS-MEP and MRI study. Brain Stimulation, 14, 316-326.

Rahman, A., Toshev, P. K., & Bikson, M. (2014). Polarizing cerebellar neurons with transcranial direct current stimulation. Clinical Neurophysiology, 125, 435-438.

Wessel, M. J., Draaisma, L. R., de Boer, A. F. W., et al. (2020). Cerebellar transcranial alternating current stimulation in the gamma range applied during the acquisition of a novel motor skill. Scientific Reports, 10, 11217.



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