Magnetický elektrický proud zvyšuje paměť

Bylo zjištěno, že vnější stimulace mozku elektrickým proudem pomocí magnetických pulzů zlepšuje paměť.

Vědci z Northwestern Medicine věří, že objev může signalizovat novou metodu léčby poruch paměti souvisejících s nemocemi, jako je mozková mrtvice, časná Alzheimerova choroba, srdeční zástava a traumatické poranění mozku.

Vědci se navíc domnívají, že tato technika může také pomoci při problémech s pamětí spojených s normálním stárnutím.

"Poprvé ukazujeme, že můžete konkrétně změnit paměťové funkce mozku u dospělých bez chirurgického zákroku nebo léků, které se neukázaly jako účinné," řekl hlavní autor Dr. Joel Voss, odborný asistent lékařských sociálních věd na Northwestern University Feinberg School. medicíny.

"Tato neinvazivní stimulace zlepšuje schopnost učit se nové věci." Má obrovský potenciál pro léčbu poruch paměti. “

Studie bude zveřejněna v nadcházejícím vydání Věda.

Zpráva výzkumného pracovníka ukazuje, že vyšetřování jako první ukazuje, že zapamatování si událostí vyžaduje soubor mnoha oblastí mozku, aby fungovaly v kombinaci s hipokampem - podobně jako u symfonického orchestru.

"Elektrická stimulace je jako dát mozkovým oblastem talentovanější dirigenta, aby hrály v těsnější synchronizaci, protože ve skutečnosti po stimulaci hrály mozkové oblasti spolu lépe," říká Voss.

Tento přístup má také potenciál pro léčbu duševních poruch, jako je schizofrenie, kdy tyto oblasti mozku a hipokampus nejsou navzájem synchronizovány, což ovlivňuje paměť a poznání.

Severozápadní studie je první, která ukazuje, že transkraniální magnetická stimulace (TMS) zlepšuje paměť dlouho po léčbě.

V minulosti se TMS v omezené míře používala k dočasné změně funkce mozku, aby se zlepšil výkon během testu, například aby někdo během stimulace mozku stiskl tlačítko o něco rychleji.

Studie ukazuje, že TMS lze použít ke zlepšení paměti událostí nejméně 24 hodin po stimulaci.

Technicky není možné přímo stimulovat hipokampus pomocí TMS, protože je příliš hluboko v mozku, než aby mohla magnetická pole proniknout.

Takže pomocí MRI skenování Voss a kolegové identifikovali povrchovou oblast mozku pouhý centimetr od povrchu lebky s vysokou konektivitou s hipokampem.

Technika fungovala dobře a nasměrování stimulace na místo stimulovalo hipokampus.

Když byl ke stimulaci tohoto místa použit TMS, oblasti mozku spojené s hipokampem se navzájem více synchronizovaly - jak naznačují údaje pořízené v době, kdy byly subjekty uvnitř přístroje MRI, který zaznamenává průtok krve v mozku jako nepřímé měřítko neuronální aktivity .

Čím více tyto regiony díky stimulaci spolupracovaly, tím lépe se lidé mohli naučit nové informace.

Pro tuto studii vědci přijali 16 zdravých dospělých ve věku od 21 do 40 let. Každý měl podrobný anatomický snímek svého mozku a také 10 minut záznamu mozkové aktivity, zatímco tiše ležel uvnitř skeneru pro zobrazování magnetickou rezonancí (MRI).

Tato analýza umožnila vědcům identifikovat síť mozkových struktur každého člověka, které jsou zapojeny do paměti a jsou dobře spojeny s hipokampem.

Je zajímavé, že struktury se u každé osoby mírně liší a mohou se lišit v umístění až o několik centimetrů.

"Abychom správně zacílili stimulaci, museli jsme identifikovat struktury v mozkovém prostoru každého člověka, protože mozek každého člověka je jiný," řekl Voss.

Každý účastník poté podstoupil test paměti, který se skládal ze sady libovolných asociací mezi tvářemi a slovy, která se měla naučit a zapamatovat si.

Po zjištění základní schopnosti provádět tento paměťový úkol dostali účastníci stimulaci mozku 20 minut denně po dobu pěti po sobě jdoucích dnů.

Během týdne také obdrželi další MRI skeny a testy jejich schopnosti pamatovat si nové sady libovolných párování slov a tváří, aby viděli, jak se jejich paměť v důsledku stimulace změnila.

Poté, alespoň 24 hodin po závěrečné stimulaci, byly znovu testovány.

Alespoň o týden později se stejný experiment opakoval, ale s falešnou stimulací placebem.

Pořadí skutečné stimulace a částí placeba ve studii bylo u poloviny účastníků obráceno a nebylo jim řečeno, která byla která.

Obě skupiny si v důsledku stimulace mozku vedly lépe v testech paměti. Trvalo tři dny stimulace, než se zlepšily.

"Po stimulaci si pamatovali více párování tváří a slov než dříve, což znamená, že se zlepšila jejich schopnost učení," řekl Voss.

"To se nestalo u placeba nebo u jiného kontrolního experimentu s dalšími subjekty."

Kromě toho MRI ukázalo, že stimulace způsobila, že oblasti mozku se staly více synchronizovány navzájem a hipokampem.

Čím větší je vylepšení synchronizace nebo konektivity mezi konkrétními částmi sítě, tím lepší je výkon testu paměti.

"Čím více určitých oblastí mozku díky stimulaci spolupracovalo, tím více lidí se dokázalo naučit párování tváří a slov," řekl Voss.

Použití TMS ke stimulaci paměti má několik výhod, poznamenala první autorka Dr. Jane Wang, postdoktorka ve Vossově laboratoři ve Feinbergu.

"Žádný lék nemůže být pro tyto paměťové sítě tak specifický jako TMS," řekl Wang. "Existuje mnoho různých cílů a není snadné přijít s žádným receptorem, který je zapojen do paměti."

"Tím se otevírá zcela nová oblast pro léčebné studie, kde se pokusíme zjistit, zda dokážeme zlepšit funkci u lidí, kteří to skutečně potřebují," řekl Voss.

Jeho aktuální studie byla u lidí, kteří měli normální paměť, u nichž by nečekal, že uvidí velké zlepšení, protože jejich mozky již fungují efektivně.

"Ale u člověka s poškozením mozku nebo poruchou paměti jsou tyto sítě narušeny, takže i malá změna by se mohla promítnout do zisků jejich funkce," řekl Voss.

Voss varoval, že jsou zapotřebí roky výzkumu, aby se zjistilo, zda je tento přístup bezpečný nebo účinný pro pacienty s Alzheimerovou chorobou nebo podobnými poruchami paměti.

Zdroj: Northwestern University