近期，上海體育大學(xué)劉宇、王曉慧團(tuán)隊(duì)在Brain Stimulation雜志上發(fā)表題為T(mén)emporally interfering electric fields brain stimulation in primary motor cortex of mice promotes motor skill through enhancing neuroplasticity的文章，揭示了時(shí)域干涉（Temporal interference, TI）能提高小鼠運(yùn)動(dòng)技能，且TI刺激提升運(yùn)動(dòng)技能的作用比陽(yáng)性對(duì)照傳統(tǒng)的經(jīng)顱交流電流刺激(transcranial alternating current stimulation, tACS)更優(yōu)。

自2017年以麻省理工學(xué)院Boyden為通訊作者的研究團(tuán)隊(duì)在 Cell 雜志上提出TI刺激技術(shù)后，盡管全球的腦科學(xué)家都在密切留意TI刺激方式的發(fā)展，針對(duì)TI技術(shù)的討論也不在少數(shù)，但相關(guān)的報(bào)道文章還是相對(duì)匱乏。

上海體育大學(xué)劉宇/王曉慧團(tuán)隊(duì)的研究成果是關(guān)于TI刺激促進(jìn)小鼠運(yùn)動(dòng)技能及其機(jī)制的首次報(bào)道。

本期文章，我們將對(duì)話本文的作者之一王曉慧教授，深入了解一下TI刺激促進(jìn)小鼠運(yùn)動(dòng)技能及其機(jī)制背后的科研探索故事。

科研沒(méi)有白走的路，即便繞路也會(huì)有新發(fā)現(xiàn)

TI刺激最大的優(yōu)勢(shì)是可以達(dá)到深度的腦刺激，今后會(huì)從微創(chuàng)發(fā)展到無(wú)創(chuàng)。但是，自2017年被報(bào)道以來(lái)仍存在許多待解開(kāi)的謎團(tuán)，尤其是關(guān)于TI的參數(shù)設(shè)計(jì)。

所以，在探究這種新型刺激方式如何提高小鼠的運(yùn)動(dòng)技能時(shí)，劉宇/王曉慧團(tuán)隊(duì)首先需要明確合適的TI參數(shù)，包括刺激的強(qiáng)度、頻率、電極放置的位置等。

該研究證實(shí)TI可以實(shí)現(xiàn)對(duì)小鼠M1區(qū)的無(wú)創(chuàng)刺激，且包絡(luò)波頻率為20 Hz的TI刺激每天1次，持續(xù)20 min，連續(xù)7天可顯著提高小鼠的運(yùn)動(dòng)技能，且TI刺激與傳統(tǒng)的tACS相比，能更好地提升小鼠運(yùn)動(dòng)技能。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，其作用機(jī)制與其調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)代謝，增加突觸相關(guān)蛋白表達(dá)，促進(jìn)神經(jīng)遞質(zhì)釋放，增加樹(shù)突棘密度，增強(qiáng)突觸囊泡數(shù)量和突觸后致密物質(zhì)厚度，最終增強(qiáng)神經(jīng)元的興奮性和可塑性有關(guān)。

王教授向我們透露，這項(xiàng)研究大概從四年前開(kāi)始，現(xiàn)在團(tuán)隊(duì)仍在繼續(xù)探索……

我們談及這項(xiàng)研究最大的難點(diǎn)，王教授坦言：“在TI參數(shù)的確定上花了很長(zhǎng)的時(shí)間”。

所幸的是，劉宇院長(zhǎng)課題組的兩位老師通過(guò)數(shù)學(xué)模擬、物理模擬的計(jì)算，向王教授提供了部分可參考的參數(shù)，使得課題的研究進(jìn)程順利向前邁進(jìn)了一小步。

“兩位老師給了我們一些參數(shù)之后，我們打算結(jié)合文獻(xiàn)，但實(shí)際上可以借鑒的文獻(xiàn)不是特別多，只有一兩篇，所以在證實(shí)上還是有蠻多的困難。”

如何驗(yàn)證某個(gè)位置點(diǎn)的興奮確實(shí)是由TI刺激引起的，成了王教授團(tuán)隊(duì)在做這項(xiàng)研究時(shí)遇到的第二大難題。

“比如說(shuō)海馬這個(gè)位置，我們當(dāng)時(shí)也用其他的一些指標(biāo)去鑒定存在的問(wèn)題，判斷就是這個(gè)TI刺激引起了它的變化。但因?yàn)槟X區(qū)其實(shí)頻繁地會(huì)有一些生物電的活動(dòng)，所以無(wú)法確信這個(gè)生物電的活動(dòng)就是該刺激所引起的。后來(lái)我們也研究了紋狀體的作用，在另外一篇文章發(fā)表了。所以說(shuō)，當(dāng)有一些障礙沒(méi)有完全克服的時(shí)候，我們就只能繞一下路，選擇一些相對(duì)容易克服的、能說(shuō)明問(wèn)題的聚焦的地方去研究，一步步、慢慢地就能找到更好的方法解決最困難的地方。”

除了借助課題組老師的經(jīng)驗(yàn)支持、自行查閱文獻(xiàn)后的反復(fù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，王教授在談話中還提到瑞沃德的儀器設(shè)備也在研究過(guò)程中提供了很大的助力。

“我主要用瑞沃德的多通道光纖記錄系統(tǒng)結(jié)合動(dòng)物的行為學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)，測(cè)試小鼠神經(jīng)元的興奮性是否有變化，還運(yùn)用光纖記錄系統(tǒng)去打一些鈣離子的探針來(lái)反映神經(jīng)元興奮性的情況。確實(shí)，它幫助我驗(yàn)證了TI刺激是否與興奮性神經(jīng)遞質(zhì)釋放差異有關(guān)。”

據(jù)了解，早在六年前王教授剛接觸腦刺激相關(guān)研究時(shí)，就已經(jīng)通過(guò)北師大老師的介紹，與瑞沃德結(jié)緣。

“我之前都是在做運(yùn)動(dòng)內(nèi)分泌方面的研究，其實(shí)對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)不是特別熟悉，但課題需要，所以也是多方去學(xué)習(xí)，包括請(qǐng)教了北師大在神經(jīng)領(lǐng)域做得比較好的老師，他們也正好在用瑞沃德的設(shè)備，而且已經(jīng)用了一個(gè)系列，用了很多年，所以推薦給我。”

做科研要保有好奇，經(jīng)得起失敗

在將近一個(gè)小時(shí)的采訪中，王老師經(jīng)常說(shuō)：“這個(gè)蠻有意思的。”

我們愈發(fā)好奇，從求學(xué)到教學(xué)的這幾十年里，王教授對(duì)科學(xué)探索一直葆有熱情的源動(dòng)力是什么呢？

“我這個(gè)人屬于好奇心比較強(qiáng)，解決一個(gè)問(wèn)題，又會(huì)有新的問(wèn)題出現(xiàn)，然后我也想知道這個(gè)新的問(wèn)題又該如何解釋。”

好奇心是促使王教授前進(jìn)的動(dòng)力，她不會(huì)拘泥于一個(gè)自己很熟悉的方向，而是一直奔走在挑戰(zhàn)未知的路上。從本科的臨床醫(yī)學(xué)，到碩士的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)，再到后來(lái)跟著導(dǎo)師確定了運(yùn)動(dòng)內(nèi)分泌的方向，直到加入上海體育大學(xué)開(kāi)始著手神經(jīng)刺激相關(guān)的研究……

當(dāng)別人可能會(huì)被未知的恐懼擊退時(shí)，王教授卻笑著說(shuō)：“因?yàn)樯窠?jīng)是很復(fù)雜的東西，雖然很困難，但是也確實(shí)比較有意思。”

在王教授看來(lái)，做科研除了有一顆“我想要解決這個(gè)問(wèn)題”的心，還得做好“解決這個(gè)問(wèn)題”的準(zhǔn)備，也就是心理素質(zhì)要強(qiáng)大，經(jīng)得起失敗。

她坦言，做科研難免會(huì)覺(jué)得枯燥，但這個(gè)可以通過(guò)調(diào)整解決。最受不了的地方就是做著做著發(fā)現(xiàn)做得跟想象的不一樣，或者一直沒(méi)做出來(lái)結(jié)果，不斷地受挫。做錯(cuò)是很正常的，做錯(cuò)一次，知道一點(diǎn)，往前進(jìn)一點(diǎn)，但不能說(shuō)沒(méi)做出來(lái)就算了，得想想這個(gè)之后可能有哪些地方可以改進(jìn)，花了時(shí)間和精力，你總得得到一些東西。

“最困難的還是自己要有這個(gè)強(qiáng)大的心，然后確實(shí)想做這個(gè)事情，而不是為了一張文憑勉強(qiáng)自己，不要把自己過(guò)得那么累。”王教授最后說(shuō)道。

在科研的路上奔走了三十余年，王曉慧教授仍在堅(jiān)守，為運(yùn)動(dòng)健康事業(yè)作出自己的貢獻(xiàn)。

一方面，她正在探索合適的訓(xùn)練方案，發(fā)現(xiàn)激素內(nèi)分泌變化的特征，思考如何提升運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)技能；另一方面，她正在研究怎樣促進(jìn)慢性病人的健康水平，找到關(guān)鍵的靶點(diǎn)，為今后的涉及藥物提供幫助……

道雖邇，不行不至；事雖小，不為不成。科研沒(méi)有捷徑，并非坦途，也絕不靠運(yùn)氣！祝愿王教授團(tuán)隊(duì)的科學(xué)探索之路，一路生花步步景！

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