【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.
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