Stimulace mozku může obnovit výpadky paměti

I když na počátku výzkumného cyklu tým neurologů ukázal, že elektrická stimulace dodávaná při předpovědi selhání paměti může zlepšit paměťovou funkci.

Vědci z Pensylvánské univerzity tvrdí, že se jedná o první studii, která ukazuje, že elektrická stimulace může zlepšit funkci paměti v lidském mozku.

Zdá se však, že načasování má velký rozdíl, protože stejná stimulace se obecně stává rušivou, když elektrické impulsy dorazí během období efektivní paměťové funkce.

Výzkumný tým zahrnoval Michaela Kahanu, profesora psychologie a hlavního vyšetřovatele, Youssefa Ezzyata, vedoucího datového vědce v Kahanově laboratoři; a Daniel Rizzuto, ředitel kognitivní neuromodulace v Pennu.

Jejich nálezy se objevují v časopiseAktuální biologie.

Odborníci tvrdí, že práce je důležitým krokem k dlouhodobému cíli čtyřletého projektu Obnova aktivní paměti, který je zaměřen na vývoj technologií nové generace, které zlepšují funkci paměti u lidí trpících ztrátou paměti.

Studie ilustruje důležitou souvislost mezi vhodně načasovanou hlubokou mozkovou stimulací a jejími potenciálními terapeutickými přínosy.

Abychom se dostali do tohoto bodu, musel tým Penn nejprve porozumět a dekódovat signální vzory, které odpovídají výškám a minimům paměťové funkce.

"Aplikováním metod strojového učení na elektrické signály měřené na rozšířených místech v celém lidském mozku," řekl Ezzyat, hlavní autor článku, "jsme schopni identifikovat nervovou aktivitu, která naznačuje, kdy bude mít daný pacient výpadky kódování paměti."

Pomocí tohoto modelu Kahanův tým zkoumal, jak se účinky stimulace liší při špatné funkci funkce účinné paměti.

Studie zahrnovala neurochirurgické pacienty léčené na epilepsii v několika zařízeních po celé zemi. Účastníci byli požádáni, aby studovali a vybavovali si seznamy běžných slov, přičemž dostávali bezpečnou úroveň stimulace mozku.

Během tohoto procesu tým Penn zaznamenal elektrickou aktivitu z elektrod implantovaných do mozků pacientů v rámci běžné klinické péče. Tyto záznamy identifikovaly biomarkery úspěšné funkce paměti, vzorce aktivity, ke kterým dochází, když mozek účinně vytváří nové vzpomínky.

"Zjistili jsme, že když dojde k elektrické stimulaci během období efektivní paměti, paměť se zhoršuje," řekla Kahana. "Ale když elektrická stimulace dorazí v době špatné funkce, paměť se výrazně zlepší."

Kahana to přirovnává k dopravním vzorům v mozku: stimulace mozku během zálohování obnovuje normální tok provozu.

Získání vhledu do tohoto procesu by mohlo zlepšit život mnoha typů pacientů, zejména těch s traumatickým poškozením mozku nebo neurologickými chorobami, jako je Alzheimerova choroba.

"Technologie založená na tomto typu stimulace," řekl Rizzuto, "by mohla přinést smysluplné zvýšení výkonu paměti, ale je třeba více práce, aby se posunula od proof-of-concept ke skutečné terapeutické platformě."

Na podporu probíhajícího výzkumu společnost Restoring Active Memory (RAM) veřejně vydala rozsáhlou intrakraniální záznamovou a stimulační datovou sadu mozku, která zahrnovala více než 1 000 hodin dat od 150 pacientů provádějících paměťové úkoly.

Zdroj: University of Pennsylvania / EurekAlert