Magnetska električna struja pojačava memoriju

Utvrđeno je da vanjska stimulacija mozga električnom strujom pomoću magnetskih impulsa poboljšava pamćenje.

Istraživači iz Northwestern Medicine vjeruju da otkriće može signalizirati novu metodu za liječenje oštećenja pamćenja povezanih s bolestima poput moždanog udara, rane Alzheimerove bolesti, srčanog zastoja i traumatične ozljede mozga.

Uz to, istražitelji vjeruju da tehnika također može pomoći problemima s pamćenjem povezanim s normalnim starenjem.

"Po prvi puta pokazujemo da možete specifično promijeniti memorijske funkcije mozga kod odraslih bez kirurških zahvata ili lijekova, koji se nisu pokazali učinkovitima", rekao je viši autor dr. Joel Voss, docent medicinskih društvenih znanosti na Sveučilištu Northwestern University Feinberg School medicine.

„Ova neinvazivna stimulacija poboljšava sposobnost učenja novih stvari. Ima strašan potencijal za liječenje poremećaja pamćenja. "

Studija će biti objavljena u sljedećem izdanju časopisa Znanost.

Istraživač je izvijestio da je istraga prva koja pokazuje da je za pamćenje događaja potrebna kolekcija mnogih dijelova mozga kako bi djelovala u kombinaciji s hipokampusom - slično simfonijskom orkestru.

"Električna stimulacija je poput davanja dijelova mozga talentiranijem dirigentu, tako da oni sviraju u bliskijoj sinkroniji, kao što su, u stvari, regije mozga bolje svirale zajedno nakon stimulacije", kaže Voss.

Pristup također ima potencijal za liječenje mentalnih poremećaja poput šizofrenije u kojima ove moždane regije i hipokampus nisu međusobno sinkronizirani, što utječe na pamćenje i spoznaju.

Studija Northwestern prva je pokazala da Transkranijalna magnetska stimulacija (TMS) poboljšava pamćenje dugo nakon tretmana.

U prošlosti se TMS koristio na ograničen način za privremenu promjenu funkcije mozga radi poboljšanja performansi tijekom testa, na primjer, tjerajući nekoga da pritisne gumb nešto brže dok se mozak stimulira.

Studija pokazuje da se TMS može koristiti za poboljšanje pamćenja za događaje najmanje 24 sata nakon stimulacije.

Tehnički nije moguće izravno stimulirati hipokampus TMS-om jer je preduboko u mozgu da bi magnetska polja mogla prodrijeti.

Dakle, pomoću MRI skeniranja Voss i kolege identificirali su površinsko područje mozga na samo centimetar od površine lubanje s visokom povezanošću s hipokampusom.

Tehnika je dobro funkcionirala usmjeravanjem stimulacije na mjesto stimulirano hipokampusom.

Kada se TMS koristio za stimulaciju ovog mjesta, moždane regije povezane s hipokampusom postale su međusobno više sinkronizirane - što pokazuju podaci uzeti dok su ispitanici bili u MRI aparatu, koji bilježi protok krvi u mozgu kao neizravnu mjeru neuronske aktivnosti ,

Što su te regije više surađivale zbog stimulacije, to su bolji ljudi mogli naučiti nove informacije.

Za istraživanje su znanstvenici regrutirali 16 zdravih odraslih osoba u dobi od 21 do 40 godina. Svaki je snimio detaljnu anatomsku sliku svog mozga, kao i 10 minuta snimanja moždane aktivnosti dok je mirno ležao u skeneru za magnetsku rezonancu (MRI).

Ova analiza omogućila je istraživačima da identificiraju mrežu moždanih struktura svake osobe koje su uključene u memoriju i dobro povezane s hipokampusom.

Zanimljivo je da se strukture kod svake osobe malo razlikuju i mogu se razlikovati po položaju za nekoliko centimetara.

"Da bismo pravilno usmjerili stimulaciju, morali smo identificirati strukture u moždanom prostoru svake osobe jer je mozak svih drugačiji", rekao je Voss.

Svaki je sudionik zatim prošao test pamćenja, koji se sastojao od niza proizvoljnih asocijacija između lica i riječi koje su trebali zamoliti da nauče i zapamte.

Nakon utvrđivanja svoje osnovne sposobnosti za izvođenje ovog memorijskog zadatka, sudionici su pet minuta zaredom dobivali stimulaciju mozga 20 minuta dnevno.

Tijekom tjedna također su dobili dodatne MRI snimke i testove svoje sposobnosti pamćenja novih setova proizvoljnih riječi i obraza kako bi vidjeli kako se njihovo pamćenje promijenilo kao rezultat stimulacije.

Zatim su, najmanje 24 sata nakon konačne stimulacije, ponovno testirani.

Najmanje tjedan dana kasnije, ponovljen je isti eksperiment, ali s lažnom placebo stimulacijom.

Redoslijed stvarne stimulacije i placebo dijelova studije bio je obrnut za polovicu sudionika i nije im rečeno koji je koji.

Obje su skupine imale bolji učinak na testovima pamćenja kao rezultat stimulacije mozga. Trebala su tri dana stimulacije prije nego što su se popravile.

"Sjetili su se više uparivanja lica i riječi nakon stimulacije nego prije, što znači da im se poboljšala sposobnost učenja", rekao je Voss.

"To se nije dogodilo za placebo stanje ili u drugom kontrolnom eksperimentu s dodatnim ispitanicima."

Uz to, MRI je pokazao da je stimulacija uzrokovala da se područja mozga više sinkroniziraju međusobno i s hipokampusom.

Što je veće poboljšanje sinkronizacije ili povezanosti između određenih dijelova mreže, to su bolje performanse na testu memorije.

"Što su određenije regije mozga radile zajedno zbog stimulacije, to je više ljudi moglo naučiti uparivanje licem u riječ", rekao je Voss.

Korištenje TMS-a za poticanje pamćenja ima višestruke prednosti, primijetila je prva autorica dr. Jane Wang, postdoktorantica iz Vossova laboratorija u Feinbergu.

"Nijedan lijek ne može biti tako specifičan kao TMS za ove memorijske mreže", rekao je Wang. "Puno je različitih ciljeva i nije lako doći do bilo kojeg receptora koji je uključen u pamćenje."

"Ovo otvara potpuno novo područje za studije liječenja gdje ćemo pokušati vidjeti možemo li poboljšati funkciju ljudi kojima je to stvarno potrebno", rekao je Voss.

Njegovo je trenutno istraživanje bilo s ljudima koji su imali normalno pamćenje, a kod kojih ne bi očekivao veliko poboljšanje jer im mozak već djelotvorno radi.

"Ali za osobu s oštećenjem mozga ili poremećajem pamćenja, te su mreže poremećene, pa bi se čak i mala promjena mogla pretvoriti u dobitak u njihovoj funkciji", rekao je Voss.

Voss je upozorio da su potrebne godine istraživanja kako bi se utvrdilo je li ovaj pristup siguran ili učinkovit za pacijente s Alzheimerovom bolešću ili sličnim poremećajima pamćenja.

Izvor: Sveučilište Northwestern