Fra behandling af depression til at reducere virkningerne af Parkinsons sygdom og vække patienter i en vegetativ tilstand, har elektrisk hjernestimulering et enormt potentiale. En ny undersøgelse har fokuseret sin indsats på at standse kognitiv tilbagegang ved at forbedre hukommelse og indlæringsevner. Et eksperiment udført af forskere ved Boston University har demonstreret en ikke-invasiv teknik, der kan genoprette arbejdshukommelsen hos 70-årige til et niveau, der kan måle sig med folk i 20'erne.
Mange hjernestimuleringsundersøgelser bruger elektroder implanteret i specifikke områder af hjernen til at levere elektriske impulser. Denne procedure kaldes "dyb" eller "direkte" hjernestimulering og har sine fordele på grund af den præcise placering af påvirkningen. Ikke desto mindre er introduktionen af elektroder i hjernen ret upraktisk og simpelthen forbundet med visse risici for betændelse eller infektion, hvis alle driftsstandarder ikke følges.
Et alternativ er indirekte stimulering ved hjælp af en ikke-invasiv (ikke-kirurgisk) metode gennem elektroder placeret på hovedbunden, hvilket tillader sådanne manipulationer selv derhjemme. Rob Reinhart, en neuroforsker ved Boston University, besluttede at bruge denne metode i et forsøg på at forbedre hukommelsen hos ældre mennesker, som som regel svækkes med alderen.
Mere specifikt fokuserede hans eksperimenter udelukkende på arbejdshukommelsen, som sætter ind, når vi husker, hvad vi skal hente i købmanden, eller når vi for eksempel forsøger at finde bilnøgler. Ifølge Reinhart kan arbejdshukommelsen begynde at falde allerede i 30-års alderen, da forskellige dele af hjernen begynder at miste deres forbindelse og bliver mindre sammenhængende. Når vi når 60'erne eller 70'erne, kan denne inkonsistens føre til et markant fald i kognitiv præstation.
Forskeren opdagede en måde at genoprette ødelagte neurale forbindelser. Metoden er baseret på to elementer i, hvordan hjernen fungerer. Den første er "parring", når forskellige dele af hjernen aktiveres i rækkefølge, som et fint afstemt orkester. Den anden er "synkronisering", hvor de langsommere rytmer, kendt som theta-rytmer og forbundet med hippocampus, synkroniseres korrekt. Begge disse funktioner forringes med alderen og påvirker hukommelsens ydeevne.
Til sit eksperiment rekrutterede Reinhart en gruppe unge i 20'erne samt en gruppe ældre i 60'erne og 70'erne. Hver gruppe skulle udføre en række specifikke opgaver, der involverede at se på et billede, holde pause, se på et andet billede og derefter genkende forskellene i dem fra hukommelsen.
Ikke overraskende klarede den yngre forsøgsgruppe sig meget bedre end den ældre gruppe. Men så anvendte Reinhart 25 minutters mild kortikal stimulation til ældre med impulser afstemt efter hver patients neurale kredsløb i henhold til det område af cortex, der er ansvarlig for arbejdshukommelsen. Herefter fortsatte grupperne med at udføre opgaverne, og hullet i opgavens nøjagtighed mellem dem forsvandt. Effekten varede mindst 50 minutter efter stimulering. Hvad mere er, fandt Reinhart ud af, at han var i stand til at forbedre hukommelsesfunktionen selv hos unge mennesker, der klarede sig dårligt på opgaver.
"Vi fandt ud af, at forsøgspersoner i 20'erne, der havde svært ved at udføre opgaver, også kunne drage fordel af nøjagtig den samme stimulering," siger Reinhart. "Vi var i stand til at forbedre deres arbejdshukommelse, selvom de ikke var i 60'erne eller 70'erne."
Reinhart håber at fortsætte med at udforske, hvordan hjernestimulering kan forbedre menneskets hjernefunktion, især for dem, der lider af Alzheimers sygdom.
"Dette åbner op for nye muligheder for forskning og behandling," siger han. "Og det er vi meget glade for."
Undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Neuroscience.
Kilde: 3dnews.ru