记忆相当复杂，大体可分为编码、储存和提取三个过程，而这些过程均由神经元的电活动来完成。简单来讲，记忆形成的首要前提是将信息先进行有效的编码，然后再触发神经网络，最后将记忆的信息存储在相应脑区的细胞中，当需要时，再将记忆提取出来。在整个过程中，记忆的有效编码是最重要的，人们经常忘记事情的主要原因是大脑没有将信息进行有效的编码，也就是说，记忆的无效编码导致记忆不能被有效的存储和提取。
既然记忆的编码、存储和提取的过程是可分开的，理论上这些不同的过程也是可调节的。基于以上背景，作者将研究的重点放在了调节记忆编码的过程中。以往研究证实，应用脑深部电刺激丘脑-皮层神经环路，干扰运动类疾病（如帕金森病），进而有效的治疗该类疾病[1-2]。故在本研究中，作者采用脑深部电刺激的方法来调节记忆的编码过程，观察其对记忆提取的影响。
方法
102例已植入电极的癫痫受试者参加了此项试验，电极均放置在受试者大脑的记忆区域或邻近区域，如海马（Hippocampus, Hip），内侧颞叶（medialtemporal lobe, MTL），额叶和顶叶等，这些区域与记忆的编码密切相关。研究者们让病人记住列表中的单词，再分散他们的注意力，最后让他们尽可能多得说出记住的单词（图1）。在试验过程中，记录患者脑部“活跃区域”的颅内脑电波（intracranial electroencephalogram, iEEG），并通过脑深部电刺激（包括硬膜下电刺激和深部脑区电刺激）的方法调节记忆的编码过程，观察对记忆提取的影响。
图1. 试验流程
受试者尽可能记住出现在屏幕中的单词（30s），随后屏幕中出现另外的信息以分散他们的注意力（20s），最后让受试者尽可能多得说出之前记住的单词（30s）。
结果
1）脑深部电刺激干扰记忆编码过程，对记忆提取过程有显著性影响，但个体差异大
A
B
图2 脑深部电刺激对记忆提取的影响
A.电刺激对记忆提取的影响 B. 电刺激对记忆提取影响的个体差异
为了观察脑深部电刺激对记忆提取影响的干扰，研究者用50Hz的电刺激干扰记忆编码的过程。结果发现，脑深部电刺激组的受试者记忆提取的行为表现变差（p ＜ 0.04，图2 A）。提示脑深部电刺激在干扰记忆的编码过程时反而破坏了受试者的记忆提取。同时研究结果还发现，电刺激组受试者个体间的差异很大（SD = 22.5%，图2 B），因此，研究者猜测电刺激干扰记忆的编码过程可能与接受电刺激前个体大脑运转的状态有关。
2）受试者接受电刺激前的基础状态影响电刺激干扰记忆的
编码过程，进而影响记忆提取
每个受试者在参与重复性单词记忆测试时，每次测试出现的单词都有差异。有些记忆测试在患者受到脑部刺激时进行，无刺激状态下进行的测试则作为参照。研究者们会对大脑在运转良好或欠佳状态受到刺激后的记忆能力进行比对。
研究团队在对实验数据进行分析之后发现，如果在大脑运转欠佳的状态下对其进行刺激，受试者的记忆会有所改善，而在大脑运转良好时进行刺激则会起到相反的作用。卡哈纳医生说：“受试者的记忆会有平均 12%~ 13%的提升，如果是在大脑运转良好的状态下进行刺激，记忆水平大约会下降 15%~20%。”
基于以上推测，在进行刺激试验前，研究者们对患者大脑运转良好与欠佳状态进行了明确的界定。结果发现，当受试者接受电刺激前大脑运转处于欠佳的状态时，电刺激可以提高记忆提取的行为表现；而当受试者接受电刺激前大脑运转处于良好的状态时，电刺激反而会降低记忆提取的行为表现（图3）。因此，在大脑记忆区域运转不良时进行刺激，可以提高大脑对新信息编码的能力；在大脑记忆区域运转良好时进行刺激，则会破坏这一过程。
图3 电刺激的效应依赖于刺激前大脑运转的状态
前景
该研究结果表明干预记忆的编码过程进而影响记忆的提取，不仅证明电刺激“时机”的重要性，也对未来的研究提出了新的挑战。大脑闭合回路刺激会成为今后研究的必然趋势：植入的电极不仅要实时监测大脑记忆区域的运转状态；而且，要在运转状态不佳时，能在几微秒内发出脉冲信号，这样才有益于记忆疾病的治疗。这种灵敏定时的电刺激，可能对多种病症引起的记忆损伤有改善作用，其中包括阿兹海默症（Alzheimerdisease, AD）、健忘症等。
