Elektrická stimulace mozku může zlepšit pracovní paměť

Rozvíjející se výzkum naznačuje, že aplikace nízkonapěťového proudu do mozku synchronizuje mozkové vlny a zlepšuje krátkodobou pracovní paměť.

Vyšetřovatelé na Imperial College v Londýně zjistili, že použití nízkonapěťového proudu může synchronizovat různé oblasti mozku navzájem, což lidem umožňuje lépe plnit úkoly spojené s pracovní pamětí.

Doufáme, že tento přístup by mohl být jednoho dne použit k obcházení poškozených oblastí mozku a přenosu signálů u lidí s traumatickým poškozením mozku, cévní mozkovou příhodou nebo epilepsií.

Mozek je v neustálém stavu chvění, přičemž tato aktivita je vnímána jako mozkové vlny kmitající na různých frekvencích a v různých oblastech, které udržují stálý „rytmus“.

Ve studii imperiální tým zjistil, že aplikace slabého elektrického proudu pokožkou hlavy pomohla sladit různé části mozku, synchronizovat mozkové vlny a umožnit jim udržovat stejný rytmus.

Výsledky jsou uvedeny v časopiseeLife.

"Zjistili jsme, že lidé si vedli lépe, když obě vlny měly stejný rytmus a současně," uvedla Dr. Ines Ribeiro Violante, neurověda z Lékařské fakulty společnosti Imperial, která vedla výzkum.

Ve studii prováděné ve spolupráci s University College London použil tým k manipulaci s pravidelným rytmem mozku techniku ​​zvanou transkraniální stimulace střídavým proudem (TACS).

Zjistili, že buzení mozku mozkem by mohlo zvýšit výkon stejných paměťových procesů, jaké se používají, když si lidé pamatují jména na večírku, telefonní čísla nebo dokonce krátký seznam potravin.

Violante a tým použili TCAS k cílení na dvě oblasti mozku - střední frontální gyrus a dolní parietální lalok - o kterých je známo, že se podílejí na pracovní paměti.

Deset dobrovolníků bylo požádáno, aby provedli soubor paměťových úkolů se zvyšujícími se obtížemi a zároveň dostávali stimulaci frekvence theta do dvou oblastí mozku. Stimulace byla prováděna v mírně odlišných časech (nesynchronizováno), současně (synchronně), nebo pouze v rychlém záblesku (simulace), aby vznikl dojem, že dostává úplné ošetření.

V experimentech s pracovní pamětí se účastníci podívali na obrazovku, na které blikala čísla, a museli si pamatovat, zda bylo číslo stejné jako předchozí, nebo v případě těžší zkoušky, zda aktuální číslo odpovídalo číslu dvou čísel předchozí.

Výsledky ukázaly, že když byly oblasti mozku stimulovány synchronizovaně, zlepšily se reakční časy na paměťové úkoly, zejména na ty těžší z úkolů, které vyžadovaly, aby dobrovolníci ve svých myslích drželi dva řetězce čísel.

"Klasickým chováním je pomalejší provádění náročnějších kognitivních úkolů, ale lidé prováděli rychleji se synchronizovanou stimulací a stejně rychle jako jednodušší úkol," uvedla Violante.

Předchozí studie ukázaly, že stimulace mozku elektromagnetickými vlnami nebo elektrickým proudem může mít vliv na mozkovou aktivitu, pole zůstalo kontroverzní kvůli nedostatečné reprodukovatelnosti.

Ale použití funkční MRI k zobrazení mozku umožnilo týmu ukázat změny v aktivitě vyskytující se během stimulace, přičemž elektrický proud potenciálně moduluje tok informací.

"Můžeme použít TACS k manipulaci s aktivitou klíčových mozkových sítí a můžeme vidět, co se děje s fMRI," vysvětlila Violante.

"Výsledky ukazují, že když byla stimulace synchronizovaná, došlo k nárůstu aktivity v regionech zapojených do úkolu," uvedla. "Když to nebylo synchronizováno, byl vidět opačný efekt."

Jednou z hlavních překážek pro zpřístupnění takové léčby je však individuální povaha lidského mozku. Elektrody musí nejen získat správnou frekvenci, ale také ji zacílit na pravou část mozku a získat rytmus včas.

Violante dodala: „Používáme velmi levnou techniku ​​a to je jedna z výhod, které, jak dáme, lze přenést na kliniku, doufáme, že přinese.

"Dalším krokem je zjistit, zda mozková stimulace funguje u pacientů s poraněním mozku, v kombinaci s mozkovým zobrazováním, kde mají pacienti léze, které zhoršují komunikaci na dálku v jejich mozku."

"Doufáme, že by to mohlo být nakonec použito pro tyto pacienty, nebo dokonce pro ty, kteří utrpěli mrtvici nebo kteří mají epilepsii."

Zdroj: Imperial College London / EurekAlert

Fotografie: