Електрична стимуляція мозку може покращити робочу пам’ять

Нові дослідження показують, що застосування струму низької напруги до мозку синхронізує мозкові хвилі та покращує короткочасну робочу пам’ять.

Слідчі Імперського коледжу в Лондоні виявили, що подача струму низької напруги може привести різні ділянки мозку в синхронізацію між собою, що дозволить людям краще виконувати завдання, пов'язані з робочою пам'яттю.

Сподіваємось, що одного разу цей підхід може бути використаний для обходу пошкоджених ділянок мозку та передачі сигналів людям із черепно-мозковою травмою, інсультом чи епілепсією.

Мозок знаходиться в постійному стані базікання, причому ця діяльність розглядається як мозкові хвилі, що коливаються на різних частотах і в різних регіонах, зберігаючи рівномірний "ритм".

У ході дослідження команда Імперської виявила, що подача слабкого електричного струму через шкіру голови допомагає вирівняти різні частини мозку, синхронізуючи мозкові хвилі та дозволяючи їм тримати однаковий такт.

Результати повідомляються в журналіeLife.

"Ми спостерігали, що люди працювали краще, коли дві хвилі мали однаковий ритм і в той же час", - сказала доктор Інес Рібейру Віоланте, невролог з Медичного відділу в Імперіалі, який керував дослідженням.

Під час випробування, проведеного у співпраці з Університетським коледжем Лондона, команда використовувала техніку, яка називається транскраніальною стимуляцією змінного струму (TACS), щоб маніпулювати регулярним ритмом мозку.

Вони виявили, що гудіння мозку електрикою може збільшити продуктивність тих самих процесів пам'яті, які використовуються, коли люди намагаються запам'ятати імена на вечірці, номери телефонів або навіть короткий список продуктів.

Віоланте та команда використовували TCAS для націлювання на дві області мозку - середню лобову звивину та нижню тім’яну часточку - які, як відомо, беруть участь у робочій пам’яті.

Десяти добровольцям було запропоновано виконати набір завдань пам'яті зростаючої складності, отримуючи стимуляцію частоти тета до двох областей мозку. Стимуляція проводилась у дещо різний час (несинхронізовано), одночасно (синхронно) або лише швидкий сплеск (фіктивний), щоб створити враження повного лікування.

В експериментах з робочою пам’яттю учасники дивилися на екран, на якому блимали цифри, і вони мали пам’ятати, чи число є таким самим, як попереднє, або у випадку більш складного випробування, якщо поточне число відповідає двоцифровому Попередній.

Результати показали, що коли синхронно стимулювались ділянки мозку, час реакції на завдання пам’яті покращувався, особливо на складніші завдання, які вимагали від волонтерів тримати в голові дві низки цифр.

"Класична поведінка полягає в тому, щоб робити повільніше складніші когнітивні завдання, але люди виконували швидше за допомогою синхронізованої стимуляції і так само швидко, як і для більш простих завдань", - сказала Віоланте.

Попередні дослідження показали, що стимуляція мозку електромагнітними хвилями або електричним струмом може впливати на мозкову діяльність, поле залишається суперечливим через відсутність відтворюваності.

Але використання функціональної МРТ для зображення мозку дозволило команді показати зміни в активності, що відбуваються під час стимуляції, при цьому електричний струм потенційно може модулювати потік інформації.

"Ми можемо використовувати TACS для маніпулювання активністю ключових мозкових мереж, і ми можемо бачити, що відбувається з фМРТ", - пояснила Віоланте.

"Результати показують, що коли стимулювання синхронізувалося, спостерігалося зростання активності в тих регіонах, які беруть участь у виконанні завдання", - сказала вона. "Коли він не синхронізувався, спостерігався зворотний ефект".

Однак однією з головних перешкод для того, щоб зробити таке лікування широко доступним, є індивідуальний характер мозку людей. Електроди не тільки повинні отримувати потрібну частоту, але і націлювати їх на потрібну частину мозку і вчасно отримувати такт.

Віоланте додала: «Ми використовуємо дуже дешеву техніку, і це одна з переваг, яку, як ми сподіваємося, принесе, якщо вона буде перекладена в клініку.

«Наступним кроком є ​​перевірити, чи працює стимуляція мозку у пацієнтів з пошкодженням головного мозку, в поєднанні з візуалізацією мозку, коли у пацієнтів є ураження, які погіршують зв’язок мозку на великій відстані.

"Сподіваємося, що з часом його можна буде використовувати для цих пацієнтів, або навіть тих, хто переніс інсульт або страждає епілепсією".

Джерело: Імперський коледж Лондона / EurekAlert

Фото: