Fra å behandle depresjon til å redusere effekten av Parkinsons sykdom og vekke pasienter i en vegetativ tilstand, har elektrisk hjernestimulering et enormt potensial. En ny studie tar sikte på å reversere kognitiv nedgang ved å forbedre hukommelse og læringsevner. Et eksperiment utført av forskere fra Boston University demonstrerte en ikke-invasiv teknikk som kunne gjenopprette arbeidsminnet hos eldre voksne i 70-årene til det punktet at det var like bra som hos mennesker i 20-årene.
Mange hjernestimuleringsstudier bruker elektroder implantert i bestemte områder av hjernen for å levere elektriske impulser. Denne prosedyren kalles "dyp" eller "direkte" hjernestimulering og har sine fordeler på grunn av den nøyaktige plasseringen av effekten. Likevel er innføringen av elektroder i hjernen ganske upraktisk, og er ganske enkelt forbundet med visse risikoer for betennelse eller infeksjon dersom alle driftsstandarder ikke følges.
Et alternativ er indirekte stimulering ved hjelp av en ikke-invasiv (ikke-kirurgisk) metode gjennom elektroder plassert på hodebunnen, som tillater slike manipulasjoner selv hjemme. Dette er metoden Rob Reinhart, en nevroforsker ved Boston University, bestemte seg for å bruke i et forsøk på å forbedre hukommelsen til eldre mennesker, som har en tendens til å svekkes med alderen.
Mer spesifikt fokuserte eksperimentene hans helt på arbeidsminne, som er den typen minne som aktiveres når vi for eksempel husker hva vi skal kjøpe i matbutikken eller prøver å finne bilnøklene våre. I følge Reinhart kan arbeidsminnet begynne å avta allerede i 30-årsalderen ettersom forskjellige deler av hjernen begynner å miste tilkoblingen og blir mindre sammenhengende. Når vi når 60 eller 70 år, kan denne inkonsekvensen føre til en merkbar nedgang i kognitiv funksjon.
En forsker har oppdaget en måte å gjenopprette skadede nevrale forbindelser. Metoden er basert på to elementer av hjernens funksjon. Den første er "kobling", der forskjellige deler av hjernen aktiveres i en gitt sekvens, som et velstemt orkester. Den andre er "synkronisering", der langsommere rytmer kjent som theta-rytmer og assosiert med hippocampus synkroniseres riktig. Begge disse funksjonene avtar med alderen og påvirker minneytelsen.
For sitt eksperiment rekrutterte Reinhart en gruppe unge voksne i 20-årene, samt en gruppe eldre voksne i 60- og 70-årene. Hver gruppe måtte fullføre en rekke spesifikke oppgaver som innebar å se et bilde, pause, se på et annet bilde og deretter bruke minnet til å identifisere forskjeller i dem.
Det er ikke overraskende at den yngre eksperimentelle gruppen presterte mye bedre enn den eldre. Men så brukte Reinhart 25 minutter med skånsom stimulering til hjernebarken til eldre voksne, med pulser innstilt på hver pasients nevrale kretsløp for å matche området av cortex som er ansvarlig for arbeidsminnet. Etter dette fortsatte gruppene å fullføre oppgavene, og gapet i oppgavenøyaktighet mellom dem forsvant. Effekten varte i minst 50 minutter etter stimulering. Dessuten fant Reinhart at det var i stand til å forbedre hukommelsesfunksjonen selv hos unge mennesker som presterte dårlig på oppgavene.
"Vi fant ut at forsøkspersoner i 20-årene som hadde problemer med å fullføre oppgavene, også kunne dra nytte av nøyaktig den samme stimuleringen," sier Reinhart. "Vi var i stand til å forbedre arbeidsminnet deres selv om de ikke var over 60 eller 70 år gamle."
Reinhart håper å fortsette å studere hvordan hjernestimulering kan forbedre menneskelig hjernefunksjon, spesielt for de som lider av Alzheimers sykdom.
– Dette åpner for nye muligheter for forskning og behandling, sier han. – Og det er vi veldig spente på.
Studien ble publisert i tidsskriftet Nature Neuroscience.
Kilde: 3dnews.ru