Znanstveniki preizkušajo, ali trening možganov resnično izboljša kognicijo

Trditve so jasne: igrajte video igre in postanite pametnejši. Kljub temu, da so bila opozorila izrečena že desetletje, so jasni znanstveni dokazi za potrditev obljube še vedno odprti.

Nove raziskave verjamejo, da bo uporaba sofisticirane tehnologije pomagala rešiti trditev, da trening z video igrami spremeni možgane. Raziskovalci ugotavljajo tudi, komu lahko koristi kognitivni trening, in nove metode, ki bodo najverjetneje povzročile dolgotrajne pozitivne učinke na kognicijo.

"Upamo, da bomo z boljšim razumevanjem, kako in zakaj se kognitivne sposobnosti spreminjajo z vadbo, bolje izkoristili njegove širše koristi," pravi Duncan Astle iz Medicinskega raziskovalnega sveta v Veliki Britaniji. Astle je predsedoval simpoziju o urjenju možganov na nedavni letni konferenci Društva kognitivnih nevroznanosti (CNS) v New Yorku.

Nove študije o nalogah delovnega spomina pri otrocih in povezovanju neinvazivne stimulacije možganov s kognitivnim treningom pri odraslih kažejo obetavne rezultate, pravijo strokovnjaki. Medtem ko je za uporabo teh tehnik pri dejanskih intervencijah za usposabljanje potrebno več testiranj, študije zagotavljajo izhodišče nevroznanstvenih dokazov za razvoj orodij, ki prinašajo večje koristi.

Strokovnjaki pojasnjujejo, da je delovni spomin ključnega pomena za številne študije možganskega treninga.

Sposobnost zadrževanja informacij v mislih za kratek čas je osrednjega pomena za naše vsakdanje življenje. Astle pravi: "Vemo, da so razlike v delovnem spominu v otroštvu neverjetno močni napovedovalci izobraževalnega napredka."

Kot kognitivnega nevroznanstvenika, ki ga že dolgo zanima, kako možgani razvijajo zmogljivosti delovnega spomina v otroštvu, se je Astle skupaj s sodelavci odpravil preizkusiti, ali je mogoče trenirati otrokov spomin.

V delu, ki je bilo nedavno objavljeno v Časopis za nevroznanost in tudi novo, še neobjavljeno delo, ki ga je Astle predstavil na konferenci CNS, je njegova ekipa raziskala naloge pri 8 do 11-letnikih za povečanje delovnega spomina.

Ugotovili so, da so naloge usposabljanja izboljšale zmogljivost delovnega spomina, kar se je odražalo tudi v meritvah, opravljenih z magnetoencefalografijo (MEG, ki z magnetnimi polji prikazuje možgane), kar kaže na povečano moč nevronske povezanosti, ko možgani mirujejo.

Otroci so z domačih računalnikov izvedli 20 treningov, vsak približno 30 minut in z 8 igrami. Igre so zahtevale, da si otroci za kratek čas zapomnijo prostorske ali besedne informacije in jih uporabijo pri tekoči nalogi.

Na primer, ena igra je vključevala spomin na lokacije in vrstni red asteroidov, ki so utripali v zaporedju, ko so se vrtinili po zaslonu. Na koncu vsakega preskušanja so morali otroci zaporedoma klikniti na asteroide.

V eksperimentalni skupini so igre postajale težje, ko so se otroci izboljševali; "Otroke so vedno delali v mejah svojih trenutnih zmožnosti," pravi Astle. V kontrolni skupini je težavnost iger ostala enaka.

Podatki MEG so pokazali pomembne spremembe v povezljivosti med frontoparietalnimi mrežami in stranskim okcipitalnim kompleksom ter slabšo temporalno skorjo pri tistih v eksperimentalni skupini.

"Menimo, da usposabljanje izboljšuje postopek pozornosti, ki ga otroci lahko strateško uporabljajo pri podobno strukturiranih, a neizurjenih nalogah," pravi Astle.

"Pomembno pa je omeniti, da nismo pokazali širših koristi tega usposabljanja."

Razpon od osem do enajst let je "zelo dober, ker se otroci znajo spoprijeti s precej zapletenimi nalogami, vendar so še vedno daleč od ravni uspešnosti pri odraslih - to pomeni, da se mora še veliko dogoditi," pravi Astle.

“Menimo, da je to resnično pomembno starostno obdobje, v katerem lahko razumemo učinke delovnega spomina in treninga. Vendar je zelo pomembno, da te procese bolje razumemo skozi celotno življenjsko dobo, zato literaturo vedno bolj raziskujemo, da ugotovimo, kako se naše ugotovitve ujemajo z drugimi skupinami, ki preučujejo druge starostne skupine. "

Blaga električna stimulacija lahko tudi poveča možgansko moč, saj znanstveniki ocenjujejo učinkovitost tDCS (transkranialna stimulacija z enosmernim tokom) - neinvazivne tehnike stimulacije možganov, ki vključuje prehod zelo šibkega enosmernega toka skozi možgane.

"Čeprav ni takoj jasno, kako tok vpliva na živčno aktivnost, prevladuje mnenje, da nevroni postanejo bolj dovzetni za streljanje ali manj dovzetni, odvisno od tega, katera elektroda je kje postavljena," pravi John Jonides z univerze v Michiganu.

V novem delu Jonides, predstavljenem na konferenci CNS, je skupaj s sodelavci ugotovil, da tDCS močno vpliva na delovni pomnilnik in izboljšave trajajo več mesecev.

"Prejšnje raziskave so bile dvoumne glede tega, ali tDCS izboljšuje usposabljanje, in dolgoročnih raziskav, kako dolgo traja ta učinek treninga, ni bilo," pravi Jonides.

V novi študiji je 62 udeležencev naključno prejelo stimulacijo tDCS bodisi v desno ali levo prefrontalno skorjo ali pa je prejemalo navidezno stimulacijo med izvajanjem naloge vizuoprostorskega delovnega spomina.

Po sedmih treningih so tisti, ki so prejeli stimulacijo tDCS, povečali zmogljivosti delovnega spomina, tudi nekaj mesecev po zaključku usposabljanja. Ugotovili so tudi, da imajo tisti, ki prejemajo stimulacijo na desni prefrontalni skorji, selektivno sposobnost prenosa delovnega spomina na neizučene naloge.

"Dolgotrajni učinek treninga je bil popolnoma nepričakovan," pravi Jonides.

"To smo v veliki meri raziskali na škrjancu, ne da bi pričakovali, da bomo našli veliko, vendar je dejstvo, da učinek treninga traja toliko mesecev, presenetljivo in zelo provokativno, saj odpira uporabo tDCS za dolgoročno izboljšanje učenja."

Jonides pravi, da je njegova študija le ena podatkovna točka za razumevanje teh tehnik, in poudarja, da so še vedno zgodnji časi preučevanja možganske stimulacije. Za nadaljnje preizkušanje dolgoročnih vplivov in najboljših ciljev za stimulacijo sta potrebna ponovitev in posploševanje na druge naloge usposabljanja in prenosa.

"Potrebujemo natančno potrjevanje na visoki ravni, ki se osredotoča na razumevanje mehanizma delovanja, prenosa koristi in trajnosti učinkov pri različnih populacijah," pravi Adam Gazzaley z Kalifornijske univerze v San Franciscu.

Na konferenci je Gassaley predstavil prizadevanja za razvoj in potrditev "zaprtih" video iger kot orodij za kognitivno izboljšanje. Pristop z zaprto zanko omogoča znanstvenikom, da posredujejo, zabeležijo vpliv posega in nato ponovno uporabijo te podatke za ponavljanje in ciklično optimizacijo procesa.

Njegova ekipa uporablja tDCS in tACS (z alternativnim tokom) za povečanje plastičnosti osnovne možganske skorje. "Cilj je pospešiti učni proces, ki se zgodi med igro, zlasti za tiste, ki imajo škodo," pravi Gazzaley.

"Ta pristop veliko obeta in ima razlog za navdušenje, vendar smo še vedno v povojih in se moramo še veliko naučiti tako na razvojni kot na potrditveni strani," pravi Gazzaley.

Kljub temu raziskovalci vedo, da morajo imeti dokaze, ki podpirajo njihove trditve.

»Na žalost je hype okoli polja izgubil stik s svojimi znanstvenimi temelji. Posledično je skušnjava opustiti celotno prizadevanje. Nasprotno, mislim, da mora to znanstvenike spodbuditi k vlaganju v visokokakovostne študijske programe, «pojasnjuje Astle.

Vir: Društvo kognitivne nevroznanosti / EurekAlert