認知障礙、精神分裂、甚至是抑鬱症等腦部疾病,都與大腦的連接與活動異常有關,然而科學家暫時未能找出相關成因。香港大學工程學院最新研究發現,大腦中的海馬體可激活大腦的功能性連接,驅動大腦皮層中各種個區域連動;透過低頻活動刺激,海馬體的記憶和定位功能會有提升,亦有助增強視力、聽力及觸覺等。今次研究推翻過往醫學界認為海馬體作用被動的認知,將來有望從海馬體上,找出大腦連動異常與各種腦疾病的關係,除用於診斷外,亦有望找出根治方法。
港大學電機電子工程系團隊花了4年時間,利用囓齒類動物(大鼠)做實驗,以基因改造方式令海馬體部分神經細胞對光敏感,再利用光纖以光刺激神經細胞。從磁共振功能成像發現,低頻光束刺激可使海馬體變得活躍,直接提升大腦皮層的功能活動,達至增強感知反應,其中包括視力、聽力和觸覺等感官,提升幅度可達20%。而在行為測試中,大鼠受刺激後,學習和記憶力亦有提升。
負責今次研究的港大電機電子工程系教授吳學奎(圖中)指,由於海馬體佔大腦比例 很小,過往研究一直以為海馬體負責短暫記憶儲存,作用相對被動。今次研究首次發現海馬體作為大腦「心臟」的作用,主導大腦皮層在感知等多方面的功能。透過磁力共振和神經調節技術,將來有望應用於早期診斷各種大腦疾病,包括認知障礙症、癡呆症、精神分裂症等,共並藉此研究治療方案。
現時,在今次研究中用於刺激神經細胞的光遺傳學技術已有臨床例子。吳學奎表示,科學界對腦部認識和技術發展迅速,相信光遺傳學治療於5年內可作臨床應用,治療認知障礙等腦疾。而團隊未來亦會着手研究時是否有其他影響大腦皮層活動的源頭,以更全面了解各種腦疾病的成因。