Smadzeņu stimulēšana var atjaunot atmiņas pārtraukumus
Lai gan pētījuma cikla sākumā neirozinātnieku komanda ir parādījusi, ka elektriskā stimulācija, kas tiek piegādāta, kad tiek prognozēts atmiņas kļūme, var uzlabot atmiņas darbību.
Pensilvānijas universitātes pētnieki apgalvo, ka šis ir pirmais pētījums, kas parāda, ka elektriskā stimulācija var uzlabot atmiņas darbību cilvēka smadzenēs.
Tomēr laikam, šķiet, ir liela atšķirība, jo tā pati stimulācija parasti kļūst traucējoša, kad efektīvas atmiņas funkcijas periodos ierodas elektriskie impulsi.
Pētnieku komandā bija Maikls Kahana, psiholoģijas profesors un galvenais pētnieks, Youssef Ezzyat, vecākais datu zinātnieks Kahana laboratorijā; un Daniels Rizzuto, kognitīvās neiromodulācijas direktors Penn.
Viņu atklājumi parādās žurnālāPašreizējā bioloģija.
Eksperti saka, ka darbs ir svarīgs solis ceļā uz aktīvās atmiņas atjaunošanas ilgtermiņa mērķi - četrus gadus ilgo Aizsardzības departamenta projektu, kura mērķis ir izstrādāt nākamās paaudzes tehnoloģijas, kas uzlabo atmiņas darbību cilvēkiem, kuri cieš no atmiņas zuduma.
Pētījums ilustrē svarīgu saikni starp pienācīgi savlaicīgu smadzeņu dziļo stimulāciju un tās potenciālajiem terapeitiskajiem ieguvumiem.
Lai nonāktu līdz šim punktam, Penn komandai vispirms bija jāsaprot un jāatkodē signālu modeļi, kas atbilst atmiņas funkciju augstākajiem un zemākajiem parametriem.
"Pielietojot mašīnmācīšanās metodes elektriskajiem signāliem, ko mēra plaši izplatītās vietās cilvēka smadzenēs," teica vadošais raksta autors Ezzats, "mēs varam identificēt neironu darbību, kas norāda, kad konkrētajam pacientam būs atmiņas kodēšanas pārtraukumi."
Izmantojot šo modeli, Kahana komanda pārbaudīja, kā stimulēšanas ietekme atšķiras sliktas un efektīvas atmiņas funkcijas laikā.
Pētījumā piedalījās neiroķirurģiski pacienti, kuri ārstēja epilepsiju vairākās iestādēs visā valstī. Dalībniekiem tika lūgts izpētīt un atsaukt parasto vārdu sarakstus, vienlaikus saņemot drošu smadzeņu stimulācijas līmeni.
Šī procesa laikā Penn komanda reģistrēja elektrisko aktivitāti no elektrodiem, kas implantēti pacientu smadzenēs kā daļu no ikdienas klīniskās aprūpes. Šie ieraksti identificēja veiksmīgas atmiņas funkcijas biomarķierus, darbības modeļus, kas rodas, kad smadzenes efektīvi rada jaunas atmiņas.
"Mēs noskaidrojām, ka tad, kad efektīvas atmiņas periodos nonāk elektriskā stimulācija, atmiņa pasliktinās," sacīja Kahana. "Bet, kad elektriskā stimulācija nonāk sliktas darbības laikā, atmiņa tiek ievērojami uzlabota."
Kahana to pielīdzina satiksmes modeļiem smadzenēs: smadzeņu stimulēšana dublēšanas laikā atjauno normālu satiksmes plūsmu.
Iegūstot šo procesu, varētu uzlabot daudzu veidu pacientu dzīvi, īpaši to, kuriem ir traumatisks smadzeņu traumas vai neiroloģiskas slimības, piemēram, Alcheimera slimība.
"Tehnoloģija, kuras pamatā ir šāda veida stimulēšana," sacīja Rizzuto, "varētu dot nozīmīgus ieguvumus atmiņas veiktspējā, taču ir nepieciešams vairāk darba, lai pārietu no koncepcijas pierādīšanas uz faktisko terapeitisko platformu."
Lai veicinātu notiekošos pētījumus, aktīvās atmiņas atjaunošana (RAM) ir publiski izlaidusi plašu intrakraniālu smadzeņu reģistrēšanas un stimulēšanas datu kopu, kurā bija iekļauti vairāk nekā 1000 stundu dati no 150 pacientiem, kuri veic atmiņas uzdevumus.
Avots: Pensilvānijas universitāte / EurekAlert
