Stimulacija možganov lahko obnovi pomnilnike

Čeprav je v začetku raziskovalnega cikla skupina nevroznanstvenikov pokazala, da lahko električna stimulacija, ki se izvaja ob napovedih odpovedi spomina, izboljša spominsko funkcijo.

Raziskovalci z univerze v Pensilvaniji pravijo, da je to prva študija, ki kaže, da lahko električna stimulacija izboljša spominsko funkcijo v človeških možganih.

Vendar pa se zdi, da je čas zelo pomemben, saj enaka stimulacija na splošno postane moteča, ko pridejo električni impulzi v obdobjih učinkovite spominske funkcije.

V raziskovalni skupini so sodelovali Michael Kahana, profesor psihologije in glavni raziskovalec, Youssef Ezzyat, starejši znanstvenik za podatke v laboratoriju Kahana; in Daniel Rizzuto, direktor kognitivne nevromodulacije v Pennu.

Njihove ugotovitve so objavljene v revijiTrenutna biologija.

Strokovnjaki menijo, da je to pomemben korak k dolgoročnemu cilju obnove aktivnega spomina, štiriletnega projekta ministrstva za obrambo, katerega cilj je razvoj tehnologij naslednje generacije, ki izboljšujejo delovanje spomina pri ljudeh, ki trpijo zaradi izgube spomina.

Študija prikazuje pomembno povezavo med primerno časovno stimulacijo globokih možganov in njenimi potencialnimi terapevtskimi koristmi.

Da bi prišli do te točke, je morala Pennova ekipa najprej razumeti in dekodirati signalne vzorce, ki ustrezajo najvišjim in najnižjim nivojem spominske funkcije.

"Z uporabo metod strojnega učenja za električne signale, merjene na razširjenih lokacijah po človeških možganih," je dejal Ezzyat, vodilni avtor prispevka, "lahko prepoznamo nevronsko aktivnost, ki kaže, kdaj bo pri določenem pacientu prišlo do napak pri kodiranju spomina."

S pomočjo tega modela je Kahanina ekipa preučila, kako se učinki stimulacije razlikujejo med slabo in učinkovito spominsko funkcijo.

V študiji so sodelovali nevrokirurški bolniki, ki so se zdravili zaradi epilepsije v več ustanovah po državi. Udeleženci so morali preučiti in priklicati sezname pogostih besed, medtem ko so prejemali varno raven možganske stimulacije.

Med tem postopkom je Pennova ekipa v okviru rutinske klinične oskrbe zabeležila električno aktivnost z elektrod, vsadenih v možgane bolnikov. Ti posnetki so identificirali biomarkerje uspešne funkcije spomina, vzorce dejavnosti, ki se pojavijo, ko možgani učinkovito ustvarjajo nove spomine.

"Ugotovili smo, da se, ko pride električna stimulacija v obdobjih učinkovitega spomina, spomin poslabša," je dejala Kahana. "Ko pa električna stimulacija pride v času slabega delovanja, se spomin bistveno izboljša."

Kahana ga primerja z vzorci prometa v možganih: spodbujanje možganov med varnostno kopijo obnovi normalen pretok prometa.

Pridobivanje vpogleda v ta proces bi lahko izboljšalo življenje številnim vrstam bolnikov, zlasti tistim s travmatično poškodbo možganov ali nevrološkimi boleznimi, kot je Alzheimerjeva bolezen.

"Tehnologija, ki temelji na tej vrsti stimulacije, bi lahko," je dejal Rizzuto, "dosegla pomemben napredek v pomnilniški zmogljivosti, vendar je potrebno več dela, da se iz dokaznega koncepta premakne na dejansko terapevtsko platformo."

Za pospeševanje tekočih raziskav je Obnovitev aktivnega pomnilnika (RAM) javno objavila obsežen nabor podatkov o snemanju in stimulaciji intrakranialnih možganov, ki vključuje več kot 1000 ur podatkov 150 pacientov, ki opravljajo spominske naloge.

Vir: Univerza v Pennsylvaniji / EurekAlert