清华学霸七步记忆法，tACS提高记忆力的研究（根据德国奥登堡大学研究整理）

【背景分析】

人的记忆是怎么形成的？简单的说：信息先进入短时记忆系统，然后再转化为长时记忆。短时记忆就像内存，长时记忆就像硬盘。所以要想提高记忆力，就需要提高内存容量，也就是短时记忆上想办法。

【研究进展】

德国奥尔登堡大学医学与健康科学学院的约翰内斯·沃斯库尔（Johannes Vosskuhl ）和勒内·J·赫斯特（René J. Huster）教授，在《frontiers in Human Neuroscience》（人类神经科学前沿）发表了关于短时记忆，即short-term memory（STM）和脑波（主要是θ波和γ波）的关系，并提出利用经颅交流电（tACS）技术干预，通过影响大脑θ波和γ波，提升短时记忆的方法。

小贴士：奥尔登堡大学简介

奥尔登堡大学（Carl von Ossietzky Universität Oldenburg）是德国的一所著名的综合类大学，位于德国下萨克森州，成立于1973年。医学及健康科学学院于2012年成立，与我国同济大学，武汉大学等保持着良好的科研合作关系。

【短时记忆和脑波的关系】

脑波就是脑电波，它是神经元细胞之间传递信息时产生的生物电信号。早在1929年，德国精神科医师汉斯‧柏格（Hence Berge）首次发表脑电波图（electroencephalogram，EEG），其中提及人脑主要有五种不同的脑波：α波（阿尔法波）、β波（贝塔波）、γ波（伽玛波）、δ波（德尔塔波）和θ波（西塔波）。其中，θ波主要在3~8Hz，γ波一般在30Hz以上。

约翰内斯·沃斯库尔（Johannes Vosskuhl ）和勒内·J·赫斯特（René J. Huster）教授提出了一个模型（gamma/theta ratio and WM/STM），用来解释θ波和γ波，和短时记忆之间的关系。

如上图所示，图A中θ波为7Hz、γ波为42Hz情况下，短时记忆个数为6（span）；图B中θ波从7Hz降低到6Hz，γ波仍为42Hz，此时短时记忆个数为7（span），而θ波从7Hz降低到6Hz，正是tACS干预后的结果。

【tACS干预短时记忆的试验】

工作人员邀请了35名学生（实际完成试验的为33人）参与试验，其中男生19名，女生14名。将33名学生分为试验组和对照组，试验组采用tACS干预20分钟，对照组采用外形相同的设备，但设备无法对脑波进行干预。

如上图所示，图A表示试验方案，分为三个阶段，包括干预前（pre）、干预中（stimulation）和干预后（post），每个阶段包含短时记忆测试（深灰色部分）和工作记忆测试（浅灰色部分）。图B为EGG脑电采集的点位，用来测量脑波变化。

【结果分析】

上图为试验中短时记忆和工作记忆测试成绩。图A为短时记忆测试成绩（有两个项目，分别是forward和backward），其中空心黑色和灰色圆圈，代表试验组（tACS干预）成绩，实心黑色和灰色圆形，代表对照组（伪刺激）组该测试成绩。

可以看到在干预前（pre），试验组和对照组成绩相似；干预中（stim1、stim2、sitm3）可以明显看到两项测试中，试验组成绩均高于对照组；干预后（post）试验组和对照组成绩趋于相近。

图B为工作记忆测试成绩，其中黑色圆环表示试验组（tACS干预）测试成绩，实心黑色圆形表示对照组（伪刺激）组测试成绩，成绩计算方法为正确率-错误率。能看出干预前、干预后，试验组和对照成绩都有提高，虽然试验组成绩优于对照组，但这种趋势（连线斜率）并不明显，说明tACS对工作记忆的影响并不显著。

上图为测试前后，通过EGG采集脑电后，相应脑区的脑电变化趋势。其中红色为试验组（tACS）数据，蓝色为对照组（伪刺激）数据。图A为干预前数据，图B为干预后数据，图C为干预前后脑电变化的趋势（变化趋势以曲线表示，曲线波动越大，说明变化越明显），灰色区域表示θ波的范围（4~8Hz）。

可以看出，干预前后，试验组脑电产生了明显变化；而在对照组中，则看不到这样的变化。（图C中，红色曲线出现了明显的波动，蓝色曲线波动则不明显。）

【研究结论】

综述所示，两位教授认为：通过tACS干预，可以让θ波出现明显变化，提高短时记忆能力，增强记忆力。

鉴于tACS对短时记忆有显著提高作用，而tDCS对工作记忆作用更明显，基于该研究结论，后来奥尔登堡大学开发了将tACS和tDCS相结合，全方面提高认知的产品，并申请了专利。

【参考文献】

Vosskuhl J, Huster R J, Herrmann C S. Increase in short-term memory capacity induced by down-regulating individual theta frequency via transcranial alternating current stimulation[J]. Frontiers in human neuroscience, 2015, 9: 257.