
多年来,研究人员一直在追寻一个诱人的目标:一种安全、非侵入性的方式,以增强大脑最深的睡眠节律。深度睡眠以其缓慢、广布的脑电波而闻名,是大脑清除废物、巩固记忆和自我修复的时间。但标准的电刺激方法存在一个问题。它们常常引起刺痛、瘙痒,或把人弄醒。而且它们难以到达最重要的深层脑区。
一项名为STRENGTHEN的小型新临床试验现在提供了一种有前景的替代方案。通过使用两个频率几乎相同的高频电流,科学家在大脑深处产生了第三个、慢得多的频率,而参与者毫无感觉。结果是慢波活动(恢复性深度睡眠的标志)出现了可测量的增强,同时与人们第二天早上的休息感也存在关联。
研究发现
该试验测试了一种称为经颅时间干扰电刺激(TES-TI)的技术。其理念很简单。两个15 kHz的交流电通过头皮上的电极传递,但其中一个与另一个相差1 Hz。单独的任何一个频率都无法激活与睡眠相关的慢速脑节律。但在两个波束在大脑内部重叠的地方,它们会产生一个1 Hz的调幅包络(即两者之差)。这个包络就像一个温和的起搏器,引导着慢波活动。
28名年龄在18至50岁之间的健康成年人参与了试验。7人接受了无干扰的纯15 kHz刺激(对照组)。其余21人接受了1 Hz差值的TES-TI刺激。参与者被分为四组,每周治疗次数和是否同时练习冥想各有不同。刺激在NREM睡眠期间进行,在前半夜以约10个区块(每个3分钟)的形式给予。整个方案持续了四周。
结果清晰明确。与纯TES对照组相比,TES-TI刺激期间和刺激后的慢波活动显著增加。这种效应持续超过了刺激期本身,表明这是一种真正的睡眠生理增强,而非短暂的人为产物。同时,较快的频段,如西格玛频段(睡眠纺锤波范围)和贝塔频段(清醒范围),则向相反方向减少。这种模式正是大脑进入更深度、更同步的睡眠状态时所预期的结果。
也许最具临床相关性的发现是剂量-反应关系。在整个研究中慢波活动增加最多的参与者,也报告了最具恢复性的睡眠。无论他们是否冥想或每周参与多少次治疗,这种关联都成立。
重要性
此前的尝试一直面临困境。经颅直流电刺激和经颅交流电刺激可以增强慢波,但它们常常产生头皮感觉,干扰睡眠或唤醒睡眠者。更糟的是,它们主要局限于皮层表面目标。而负责协调慢波活动的深层脑区(如腹内侧前额叶皮层)在没有侵入性植入物的情况下一直难以触及。
TES-TI同时解决了这两个问题。由于15 kHz的单个载波频率远高于神经元能够跟随的范围,它们穿过头皮和颅骨而不会触发感觉神经。只有当两股电流汇聚并以1 Hz的差频搏动时,大脑才会注意到。这意味着刺激是无感的,并且可以通过调整电极放置位置将干扰区引导至更深层的目标。在本研究中,左侧腹内侧前额叶皮层是预定目标。
在刺激过程中同时记录脑电图是另一个实际优势。早期方法常常产生电伪迹,淹没了睡眠信号,使得难以实时了解脑部活动。TES-TI的高频载波避免了这一问题,实现了全程清晰的脑电图监测。
如果这些早期结果在更大规模的试验中得到验证,其对睡眠医学的影响将是广泛的。睡眠质量差影响着大约三分之一的成年人。慢波活动随年龄增长而下降,在失眠、抑郁和神经退行性疾病中尤其减少。一种无感觉、非侵入性、无需药物的深度睡眠恢复方法,可能成为临床上的宝贵工具。
局限性
STRENGTHEN研究是一项中期分析,这意味着它在完整试验完成之前仅报告了部分参与者的数据。28人的样本量较小,研究结果需要在更大、更多样化的人群中重复验证。四组设计也引入了多重比较问题,并非所有效应在所有条件下都达到了统计显著性。
该研究没有详细追踪慢波活动以外的睡眠结构,因此尚不清楚TES-TI是否影响总睡眠时间、睡眠效率或特定睡眠阶段。主观的恢复性睡眠测量虽然令人鼓舞,但只是一个单一问题而非经过验证的量表。还需要更长期的随访和客观的日间表现测量。
最后,作者披露了经济利益冲突。G.T.持有Intrinsic Powers Inc.的经济利益。N.K.和E.N.是TI Solutions AG的董事会成员并持有经济利益。R.J.D.是Healthy Minds Innovations, Inc.的创始人兼总裁。由没有商业关系的独立团队进行重复验证将增强对该方法的信心。
结论
TES-TI是将一个古老的物理原理巧妙应用于一个棘手的神经科学问题。STRENGTHEN研究提供了首个人类证据,证明时间干扰可以在睡眠期间增强慢波活动,既不唤醒睡眠者,也不会产生限制早期技术的头皮感觉。与改善的主观睡眠质量的关联是一个令人鼓舞的信号,但仍需更大规模和更长时间的试验来确认这些效应是否能转化为有意义的临床结果。
来源
Gomes T, Kherif N, Nada E, Davidson RJ, et al. Enhancement of sleep slow wave activity using transcranial electrical stimulation with temporal interference: an interim analysis of the STRENGTHEN study. Communications Medicine (London). 2026 Jul 1. doi: 10.1038/s43856-026-01744-x. PMID: 42386897. ClinicalTrials.gov: NCT06267521.
婷 翻译

