CFS改善失重引起的神经系统问题

　　在航天任务中，航天员需要在微重力环境下生活和工作。这种环境对他们的身体健康，尤其是神经系统造成影响，可能会产生负性情绪障碍[1-3]。负性情绪障碍通常指的是在面对生活中的压力、挫折或不良事件时，身体产生的一系列不愉快的情绪体验，如愤怒、恐惧、焦虑等。这些情绪如果长期存在且得不到有效处理，可能会对身心健康和工作生活造成不好的影响。近年来，科学家们一直在探索如何有效缓解或改善这些由失重引起的神经系统问题。现在，一项新的研究为我们提供了有趣的线索--复合频率刺激（CFS）。

神经调控技术

　　神经系统疾病种类多，发病原因复杂，多年来一直是困扰人类的大难题。其中，帕金森病、癫痫、阿尔茨海默病等仍然没有非常有效的治愈手段［4-5］。神经调控技术通过多种刺激方式对神经元细胞进行干预和调节，广泛应用于神经科学研究和临床治疗。包括光感基因刺激、经颅磁刺激、经颅直流电刺激、深部脑刺激等[6]。神经调控技术可以改变神经元细胞的兴奋性和抑制性状态。例如，通过电刺激或化学手段，可以使原本处于抑制状态的神经元变得兴奋，或者使兴奋的神经元趋于抑制。这种调节有助于平衡神经系统的活动，从而改善某些疾病的症状。神经调控技术可以影响神经递质的释放和接收，从而改变信号传递的效率和方式。这有助于纠正神经系统中的信号传递异常，如帕金森病中的多巴胺能神经元退化和死亡导致的运动障碍。神经调控技术还可以促进或抑制神经元之间的连接形成。通过长期的治疗和干预，可以改变神经元网络的结构和功能，从而实现对神经系统疾病的治疗和康复。例如，在神经康复领域，通过电刺激等手段可以促进受损神经元的再生和修复。神经调控技术还可以影响神经元细胞的代谢和能量状态。通过改变神经元细胞的代谢途径或提高能量供应，可以增强神经元的活力和功能，从而改善神经系统的整体状态。

复合频率的重复经颅磁刺激

　　通常境况下，治疗疾病使用的是单种频率的重复经颅磁刺激（rTMS），它就像是给大脑播放一段特别的"音乐"，缺点是频率较为单一，而复合频率刺激（CFS），由不同频率的电磁脉冲组成，"音乐"节奏更加丰富。目前的研究重点在于这种"音乐"是如何起作用，以及它的效果如何。

　　河北工业大学的丁冲团队，为了让人们更好地理解太空生活对大脑的影响，采用了后肢去负荷模型：让小鼠的后腿不碰地面，产生像航天员在太空里感受不到重力一样的效果。这样的条件下，小鼠的大脑会发生相应的变化，通过CFS刺激小鼠大脑，研究对失重导致的脑功能损伤的改善情况。（详情请点击阅读原文）

模拟失重状态下的小鼠

　　实验的结果发现，接受CFS的小鼠，在蔗糖偏好实验中，特别喜欢喝甜水，说明它们的心情变得更愉悦。而在水迷宫的实验里，它们学习新路线的速度也变得更快，说明记忆力和学习能力有了提升。

　　为了更深入地了解CFS的作用机制，研究者通过电生理实验发现，CFS显著提高了神经元的兴奋性，并改善了电压门控Na+、K+通道的动力学特性。简单来说，CFS通过改善神经元的兴奋性和离子通道的功能，从而达到了改善小鼠神经系统障碍的效果。

　　CFS就像是给大脑神经细胞做了一个"按摩"，让它们变得更活跃，工作得更顺畅，从而帮助小鼠改善了记忆力和心情。

小结与展望

　　这项研究不仅为CFS在改善失重环境下所产生的空间错乱和负性情绪障碍方面提供了坚实的理论依据，更是为未来的航天医学和神经科学研究开启了一扇全新的大门。CFS作为一种创新的神经调控技术，其潜力远不止于此。

　　CFS技术可能为神经科学领域带来更多的突破。我们知道，大脑是一个极其复杂且精密的器官，其内部的神经活动和调节机制至今仍有许多未解之谜。而CFS作为一种能够精准调控大脑活动的技术，有望为我们揭示这些未解之谜提供新的线索。

　　随着研究的不断深入和技术的持续发展，CFS可能会被应用于更多与神经疾病相关的研究和治疗中。例如，它可能有助于改善阿尔茨海默病患者的记忆障碍，或者帮助抑郁症患者恢复情绪的稳定。此外，CFS还有可能在脑机接口、神经康复等领域发挥重要作用，为人类的健康和福祉做出更大的贡献。

　　总之，CFS技术的研究和应用前景广阔，它不仅是航天医学和神经科学研究的一次尝试，更是人类探索大脑奥秘、提升生命质量的一次重要探索。我们有理由相信，在不久的将来，CFS技术将会为人类带来更多的惊喜和发现。

　　参考文献

　　[1] Liu Q,Zhou R L,Zhao X,et al. Acclimation during space flight: effects on human emotion. Mil Med Res,2016,3: 15

　　[2] Kelly T H,Hienz R D,Zarcone T J,et al. Crewmember performance before,during,and after spaceflight. J Exp Anal Behav,2005,84(2):227-241

　　[3] Pavy-Le Traon A,Heer M,Narici M V,et al. From space to Earth: advances in human physiology from 20 years of bed rest studies (1986-2006). Eur J Appl Physiol,2007,101(2):143-194

　　[4] Choi G S,Kwak S G,Lee H D,et al. Effect of high-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation on chronic central pain after mild traumatic brain injury: a pilot study. J Rehabil Med,2018,50(3):246-252

　　[5] Mioni G,Grondin S,Bardi L,et al. Understanding time perception through non-invasive brain stimulation techniques: a review of studies. Behav Brain Res,2020,377: 112232

　　[6] 徐桂芝,付蕊,朱海军,等. 经颅磁刺激与神经调控. 生命的化学,2019,39(5):917-923

　　[7] Shang X,Xu B,Li Q,et al. Neural oscillations as a bridge between glutamatergic system and emotional behaviors in simulated microgravity-induced mice. Behav Brain Res,2017,317: 286-291

　　[8] Lu Z,Wang J,Qu L,et al. Reactive mesoporous silica nanoparticles loaded with limonene for improving physical and mental health of mice at simulated microgravity condition. Bioact Mater,2020,5(4):1127-1137

　　[9] Wang Q,Zhang Y L,Li Y H,et al. The memory enhancement effect of Kai Xin San on cognitive deficit induced by simulated weightlessness in rats. J Ethnopharmacol,2016,187: 9-16

　　作者简介

　　任子豪：河北工业大学生命科学与健康工程学院生物医学工程专业硕士研究生，研究方向：电磁神经调控。

　　卢博雅：河北工业大学生命科学与健康工程学院生物医学工程专业硕士研究生，研究方向：电磁神经调控。

（作者：任子豪、卢博雅）

（本文来源于公众号：生物化学与生物物理进展）