Izravna stimulacija područja mozga može poboljšati pamćenje na jedan dan

Izravna električna stimulacija amigdale, područja mozga povezanog s pamćenjem i emocionalnim ponašanjem, može poboljšati prepoznavanje slika sljedećeg dana kada se primijeni odmah nakon što su slike prikazane prvi put, prema novoj studiji objavljenoj u časopisu Zbornik Nacionalne akademije znanosti (PNAS).

"Uspjeli smo označiti određena sjećanja kako bismo ih kasnije pamtili", rekao je suautor Cory Inman, doktorat, postdoktorand na Odjelu za neurokirurgiju na Sveučilištu Emory.

“To bi se jednog dana moglo ugraditi u uređaj usmjeren na pomoć pacijentima s ozbiljnim oštećenjima pamćenja, poput onih s traumatičnim ozljedama mozga ili blagim kognitivnim oštećenjima povezanim s raznim neurodegenerativnim bolestima. Međutim, trenutno je ovo više znanstveno nego terapijsko otkriće. "

Dubinska stimulacija mozga (DBS) uključuje električnu struju koja se kontinuirano isporučuje kroz implantirani uređaj. Postupak je ustaljena klinička metoda za liječenje poremećaja kretanja poput Parkinsonove bolesti, a ispituje se na psihijatrijska stanja poput depresije.

U trenutnoj je studiji sudjelovalo 14 pacijenata s epilepsijom u Sveučilišnoj bolnici Emory koji su bili podvrgnuti intrakranijalnom nadzoru, invazivnom postupku koji se koristi za dijagnozu porijekla napadaja, tijekom kojeg se elektrode uvode u mozak.

Rezultati pokazuju da je 79 posto sudionika (11 od 14) poboljšalo testove pamćenja preko noći, dok preostalih 21 posto nije pokazalo poboljšanje ili oštećenje. Prepoznatljivost sudionika studije povećala se samo za stimulirane slike, a ne i za kontrolne slike prikazane između stimuliranih slika.

U usporedbi s nikakvom stimulacijom, porast broja točno prepoznatih slika kretao se od oko osam posto do nekoliko stotina posto.

Neki od pacijenata već su imali oštećenje pamćenja kao rezultat epilepsije; općenito, ti su pacijenti vidjeli veći učinak DBS-a. Na primjer, jedan je pacijent u osnovi zaboravio sve kontrolne slike, ali je zadržao dobru memoriju za stimulirane slike. Međutim, značajan učinak primijećen je i kod ljudi koji su imali prosječno pamćenje za početak.

"Prosjek je bio kao da se performanse memorije na razini B 'pomaknu do' A", rekao je stariji autor Jon T. Willie, dr. Med., Docent, neurokirurgije i neurologije na Medicinskom fakultetu Sveučilišta Emory , koji su u studiji radili operacije na pacijentima.

„Ovo vidimo kao platformu za daljnje proučavanje poboljšanja memorije. Vremenska specifičnost omogućuje puno drugih eksperimenata, jer znamo da ne postoji učinak prijenosa s jedne slike na drugu. "

Ključna uloga amigdale u emocionalnim reakcijama i učenju povezanom sa strahom dobro su proučeni. Znanstvenici su se pobrinuli da stimulacija amigdale ostane na niskim razinama struje (0,5 miliampera) i da ne rezultira emocionalnim reakcijama, povišenim pulsom ili drugim znakovima uzbuđenja. Pacijenti su izvijestili da niti u jednom trenutku studije nisu primijetili stimulaciju.

Istraživači su također izbjegavali izravnu stimulaciju hipokampusa, vjerujući da bi to bilo preblizu mašineriji same memorije, poput uvođenja žive žice u matičnu ploču računala.

"Amiggadu smo odabrali zbog desetljeća istraživanja na glodavcima, pokazujući da ona komunicira s nekoliko drugih memorijskih struktura u modulacijskoj ulozi", rekao je suautor Joseph Manns, izvanredni profesor psihologije. "Željeli smo potaknuti njegovu endogenu funkciju, za koju mislimo da signalizira istaknutost - nešto što se ističe - kako bi se posebna iskustva pamtila u budućnosti."

U prethodnim istraživanjima Manns je već otkrio da električna stimulacija amigdale povećava sposobnost glodavaca da kasnije prepoznaju slike. Ljudski su eksperimenti osmišljeni tako da blisko podsjećaju na to kako su postavljeni testovi njegova laboratorija s glodavcima.

Tijekom eksperimenta pacijentima je prikazano 160 neutralnih predmeta (na primjer, isključena su emocionalna lica) i zatraženo je da kažu pripadaju li predmeti u zatvorenom ili na otvorenom.

Za polovicu slika sudionici su dobivali stimulaciju jednu sekundu nakon što je svaka slika nestala s ekrana. Testirani su na polovici stimuliranih slika i polovici nestimuliranih slika odmah, a na drugoj polovici sljedeći dan. Ukupno 40 novih slika korišteno je kao mamac. Učinak stimulacije na trenutno prepoznavanje nije bio statistički jak. Međutim, sutradan su učinci na stimulirane slike bili jasni.

"To ima smisla jer se smatra da je amigdala važna za konsolidaciju memorije - osiguravajući da se važni događaji vremenom zalijepe", kaže Manns.

Izvor: Emory Health Sciences