Magnetni električni tok poveča spomin

Ugotovljeno je bilo, da zunanja stimulacija možganov z električnim tokom z magnetnimi impulzi izboljšuje spomin.

Raziskovalci iz Northwestern Medicine verjamejo, da odkritje lahko pomeni novo metodo za zdravljenje motenj spomina, povezanih z boleznimi, kot so možganska kap, zgodnja Alzheimerjeva bolezen, srčni zastoj in travmatična poškodba možganov.

Poleg tega preiskovalci menijo, da lahko tehnika pomaga tudi pri težavah s spominom, povezanih z običajnim staranjem.

"Prvič dokazujemo, da lahko pri odraslih spremenite spominske funkcije možganov brez operacij ali zdravil, ki se niso izkazala za učinkovita," je povedal starejši avtor dr. Joel Voss, docent za medicinske družbene vede na univerzi Northwestern University Feinberg School medicine.

»Ta neinvazivna stimulacija izboljšuje sposobnost učenja novih stvari. Ima izjemen potencial za zdravljenje motenj spomina. "

Študija bo objavljena v prihodnji izdaji časopisa Znanost.

Raziskovalci poročajo, da je preiskava prva, ki je pokazala, da je za spominjanje dogodkov potrebna kombinacija številnih možganskih regij v kombinaciji s hipokampusom - podobno kot simfonični orkester.

"Električna stimulacija je kot dajanje možganskih regij bolj nadarjenemu dirigentu, tako da igrajo v tesnejši sinhronosti, saj so se možganske regije po stimulaciji dejansko bolje igrale," pravi Voss.

Pristop ima potencial tudi za zdravljenje duševnih motenj, kot je shizofrenija, pri katerih se ti možganski predeli in hipokampus med seboj ne sinhronizirajo, kar vpliva na spomin in kognicijo.

Študija Northwestern je prva, ki je pokazala, da transkranialna magnetna stimulacija (TMS) izboljša spomin še dolgo po zdravljenju.

V preteklosti je bil sistem TMS omejeno uporabljen za začasno spreminjanje možganske funkcije za izboljšanje zmogljivosti med testom, na primer, da nekdo med stimulacijo možganov nekoliko hitreje pritisne gumb.

Študija kaže, da lahko TMS uporabimo za izboljšanje spomina na dogodke vsaj 24 ur po dani stimulaciji.

Tehnično ni mogoče neposredno spodbuditi hipokampusa s TMS, ker je pregloboko v možganih, da bi magnetna polja lahko prodrla.

Tako so z MRI slikanjem Voss in sodelavci identificirali površinsko področje možganov le centimeter od površine lobanje z visoko povezanostjo s hipokampusom.

Tehnika je dobro delovala, saj je stimulacijo usmerila na mesto, ki je spodbudilo hipokampus.

Ko je bil TMS uporabljen za stimulacijo tega mesta, so se možganske regije, povezane s hipokampusom, med seboj bolj sinhronizirale - na to kažejo podatki, ki so bili zajeti, ko so bili subjekti v napravi za magnetno resonanco, ki beleži pretok krvi v možganih kot posredno merilo nevronske aktivnosti .

Bolj ko so te regije sodelovale zaradi stimulacije, boljši ljudje so se lahko naučili novih informacij.

Za študijo so znanstveniki zaposlili 16 zdravih odraslih, starih od 21 do 40 let. Vsak je imel podrobno anatomsko sliko svojih možganov in 10 minut snemanja možganske aktivnosti, medtem ko je mirno ležal v skenerju z magnetno resonanco (MRI).

Ta analiza je raziskovalcem omogočila, da so prepoznali mrežo možganskih struktur vsake osebe, ki so vključene v spomin in so dobro povezane s hipokampusom.

Zanimivo je, da se strukture pri vsaki osebi nekoliko razlikujejo in se lahko razlikujejo glede na lokacijo za nekaj centimetrov.

"Da bi pravilno usmerili stimulacijo, smo morali identificirati strukture v možganskem prostoru vsake osebe, ker so možgani vsakega drugačni," je dejal Voss.

Nato je vsak udeleženec opravil preizkus spomina, sestavljen iz nabora poljubnih povezav med obrazi in besedami, ki so jih morali naučiti in zapomniti.

Po ugotovitvi osnovne sposobnosti za izvajanje te spominske naloge so udeleženci pet zaporednih dni prejemali možgansko stimulacijo 20 minut na dan.

Med tednom so prejeli tudi dodatne preglede z magnetno resonanco in teste njihove sposobnosti, da si zapomnijo nove sklope poljubnih besed in obrazov, da bi videli, kako se je njihov spomin spremenil zaradi stimulacije.

Nato so jih vsaj 24 ur po končni stimulaciji ponovno testirali.

Vsaj en teden kasneje so ponovili isti poskus, vendar z lažno stimulacijo s placebom.

Vrstni red resničnih stimulacijskih in placebo delov študije je bil pri polovici udeležencev obrnjen in niso jim povedali, kateri je.

Obe skupini sta bili zaradi stimulacije možganov bolj uspešni pri testih spomina. Tri dni stimulacije so trajali, preden so se izboljšali.

"Po stimulaciji so si zapomnili več parov obraz-beseda kot prej, kar pomeni, da se je njihova učna sposobnost izboljšala," je dejal Voss.

"To se ni zgodilo za stanje s placebom ali v drugem kontrolnem poskusu z dodatnimi osebami."

Poleg tega je MRI pokazal, da je stimulacija povzročila, da so možganske regije bolj sinhronizirane med seboj in hipokampusom.

Večje kot je izboljšanje sinhronosti ali povezljivosti med določenimi deli omrežja, boljša je uspešnost preizkusa pomnilnika.

"Bolj ko so določene možganske regije sodelovale zaradi stimulacije, več ljudi se je lahko naučilo seznanjanja z besedami," je dejal Voss.

Uporaba TMS za spodbujanje spomina ima številne prednosti, je ugotovila prva avtorica dr. Jane Wang, podoktorska sodelavka v Vossovem laboratoriju v Feinbergu.

"Nobeno zdravilo za ta pomnilniška omrežja ne more biti tako specifično kot TMS," je dejal Wang. "Obstaja veliko različnih tarč in ni enostavno najti nobenega receptorja, ki sodeluje v spominu."

"To odpira popolnoma novo področje za študije zdravljenja, kjer bomo poskušali ugotoviti, ali lahko izboljšamo delovanje ljudi, ki to resnično potrebujejo," je dejal Voss.

Njegova trenutna študija je potekala pri ljudeh z normalnim spominom, pri katerih ne bi pričakoval velikega izboljšanja, ker njihovi možgani že učinkovito delujejo.

"Toda pri osebi z okvaro možganov ali motnjami spomina so ta omrežja motena, tako da bi se že majhna sprememba lahko povečala v njihovi funkciji," je dejal Voss.

Voss je opozoril, da so potrebne dolgoletne raziskave, da bi ugotovili, ali je ta pristop varen ali učinkovit za bolnike z Alzheimerjevo boleznijo ali podobnimi motnjami spomina.

Vir: Northwestern University