Studium Departamentu Obrony USA wykorzystuje stymulację mózgu do poprawy pamięci

Większość z nas akceptuje ewentualne upośledzenie pamięci jako niefortunny fakt życia, ale ostatnie postępy w stymulacji mózgu, finansowane przez Departament Obrony USA, mogą to wszystko zmienić. We wtorek naukowcy prowadzący badania w ramach programu zgłoszonego w czasopiśmie Nature Communications że znaleźli sposób na elektryczną stymulację mózgu, aby w znaczący sposób poprawić pamięć.

Celem programu jest ostatecznie leczenie osób z zaburzeniami neurologicznymi, takimi jak choroba Parkinsona i padaczka, które dotykają wielu weteranów wojennych żyjących z długotrwałymi skutkami urazów głowy i zespołu stresu pourazowego. Nowy artykuł, opublikowany we wtorek, jest ważnym krokiem w realizacji tych celów. Zespół badaczy pod kierownictwem dr Youssefa Ezzyata z University of Pennsylvania odkryli, że bezpośrednia stymulacja części mózgu zwanej boczną korą skroniową może pomóc w zwiększeniu pamięci pacjentów o tyle, o ile 15 procent.

W badaniu naukowcy zarejestrowali aktywność mózgu 25 ochotników, którzy uczestniczyli w badaniu klinicznym mającym na celu leczenie lekoopornej padaczki, zaburzenia napadowego, które może wpływać na pamięć człowieka. Pacjenci czytają listę 12 słów i zostali poinstruowani, aby je zapamiętać. Przez cały czas naukowcy monitorowali aktywność mózgu pacjentów za pomocą elektrod na powierzchni korowej mózgu oraz w mózgu.

Podanie tych danych do algorytmu uczenia maszynowego pokazało je, gdy mózg pacjenta był najbardziej prawdopodobny nie prawidłowe kodowanie pamięci. Później, gdy pacjenci wykonywali zadanie pamięciowe, elektrody podłączone do ich bocznej kory skroniowej, części mózgu związanej z pamięcią i przetwarzaniem języka, dawały pacjentom niewielką dawkę energii elektrycznej w celu stymulowania regionu, gdy wykryła aktywność związaną z kodowanie deficytów.

Autorzy badania donoszą, że ten proces monitorowania i reagowania, znany jako stymulacja w zamkniętej pętli, poprawił pamięć pacjentów o 15 procent. To nowe badanie opiera się na wcześniejszych odkryciach zespołu Ezzyat, które wykazały potencjał stymulacji mózgu w pętli zamkniętej w celu poprawy kodowania pamięci. Różni się to od stymulacji w otwartej pętli tym, że uruchamia się tylko wtedy, gdy pacjent pokazuje biomarkery wskazujące problemy z kodowaniem. Najnowsze badania opierają się na tej interwencji, identyfikując anatomiczny cel stymulacji mózgu.

Odkąd Odwrotność wcześniej zgłoszone, National Institutes of Mental Health nie jest bardzo zainteresowany finansowaniem tego rodzaju badań, wygląda na to, że ten projekt i inne finansowane przez D.O.D. może być najlepszym lekarzem w doskonaleniu zabiegów, które obejmują bezpośrednią stymulację mózgu.

Abstrakcyjny: Błędy pamięci są frustrujące i często są wynikiem nieefektywnego kodowania. Jednym ze sposobów poprawy wyników pamięci jest bezpośrednia modulacja aktywności mózgu za pomocą stymulacji elektrycznej. Wcześniejsze wysiłki zgłaszały jednak niespójne efekty przy stosowaniu stymulacji w otwartej pętli i często celowały w hipokamp i płaty skroniowe przyśrodkowe. Tutaj używamy systemu zamkniętej pętli do monitorowania i dekodowania aktywności neuronalnej z bezpośrednich zapisów mózgu u ludzi. Stosujemy ukierunkowaną stymulację bocznej kory skroniowej i informujemy, że ta stymulacja ratuje okresy słabego kodowania pamięci. System ten poprawia się również później, ujawniając, że boczna kora skroniowa jest niezawodnym celem wzmocnienia pamięci. Podsumowując, nasze wyniki sugerują, że takie systemy mogą zapewnić terapeutyczne podejście do leczenia dysfunkcji pamięci.