Az elektromos agyi stimuláció javíthatja a munkamemóriát

A feltörekvő kutatások szerint egy kisfeszültségű áram alkalmazása az agyban szinkronizálja az agyhullámokat és javítja a rövid távú munkamemóriát.

A londoni Imperial College nyomozói megállapították, hogy a kisfeszültségű áram alkalmazása az agy különböző területeit szinkronba hozza egymással, lehetővé téve az emberek számára, hogy jobban teljesítsenek a munkamemóriával kapcsolatos feladatokban.

A remény az, hogy ezt a megközelítést egy nap alkalmazhatnánk a sérült agyterületek megkerülésére és a jelek továbbítására traumás agysérüléssel, szélütéssel vagy epilepsziával küzdő embereknél.

Az agy állandó fecsegési állapotban van, ezt a tevékenységet úgy tekintik, mint az agyhullámokat, amelyek különböző frekvenciákon oszcillálnak, és a különböző régiók állandó „ütemet” tartanak.

A vizsgálat során a birodalmi csapat megállapította, hogy a fejbőrön keresztül történő gyenge elektromos áram alkalmazása elősegítette az agy különböző részeinek összehangolását, szinkronizálta az agyhullámokat, és lehetővé tette számukra, hogy azonos ütemet tartsanak.

Az eredményekről a folyóirat számol beeLife.

"Azt figyeltük meg, hogy az emberek jobban teljesítettek, ha a két hullámnak ugyanaz volt a ritmusa és egyidejűleg" - mondta Dr. Ines Ribeiro Violante, az Imperial Orvostudományi Tanszékének idegtudományi kutatója, aki a kutatást vezette.

A University College London együttműködésével végrehajtott vizsgálatban a csapat a transzkranialis váltakozó áramú stimuláció (TACS) nevű technikát használta az agy szabályos ritmusának manipulálására.

Megállapították, hogy az agy villamos energiával történő felpörgetése teljesítménynövelést eredményezhet ugyanazokkal a memóriafolyamatokkal, amelyeket akkor használnak, amikor az emberek megpróbálnak emlékezni a partik nevére, telefonszámokra vagy akár egy rövid élelmiszerbolt-listára.

Violante és csapata TCAS-t használt két agyi régió - a középső frontális gyrus és az alsó parietális lobule - megcélozására, amelyekről ismert, hogy részt vesznek a munkamemóriában.

Tíz önkéntest arra kértek, hogy hajtsanak végre egyre nehezebb memóriafeladatokat, miközben a két agyi régióba theta frekvenciát stimulálnak. A stimulációt kissé eltérő időpontokban (szinkronizálatlanul), egyidejűleg (szinkronban), vagy csak egy gyors sorozatban (ál) végeztük el, hogy a teljes kezelés részesüljön benne.

A munkamemória-kísérletekben a résztvevők megnéztek egy képernyőt, amelyen a számok felvillantak, és emlékezniük kellett arra, hogy egy szám megegyezik-e az előzővel, vagy a nehezebb próba esetében, ha az aktuális szám megegyezik a két száméval előző.

Az eredmények azt mutatták, hogy amikor az agyi régiókat szinkronban stimulálták, a memóriafeladatok reakcióideje javult, különösen azoknál a nehezebb feladatoknál, amelyek megkövetelik az önkéntesektől, hogy két számsort tartsanak a fejükben.

"A klasszikus viselkedés az, hogy lassabban végezzük a nehezebb kognitív feladatot, de az emberek gyorsabban teljesítettek szinkronizált ingerléssel és ugyanolyan gyorsan, mint az egyszerűbb feladatnál" - mondta Violante.

Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy az elektromágneses hullámokkal vagy elektromos árammal végzett agyi stimuláció hatással lehet az agy aktivitására, a mező ellentmondásos maradt a reprodukálhatóság hiánya miatt.

De a funkcionális MRI használata az agy képalkotásához lehetővé tette a csapat számára, hogy megmutassa az ingerlés során bekövetkező aktivitásváltozásokat, miközben az elektromos áram potenciálisan módosíthatja az információáramlást.

"Használhatjuk a TACS-t a kulcsfontosságú agyi hálózatok tevékenységének manipulálására, és láthatjuk, mi történik az fMRI-vel" - magyarázta Violante.

"Az eredmények azt mutatják, hogy amikor a stimuláció szinkronban volt, megnőtt az aktivitás azokban a régiókban, amelyek részt vettek a feladatban" - mondta. "Amikor nem volt szinkronban, akkor az ellenkező hatást láthattuk."

Az ilyen kezelés széles körű hozzáférhetővé tételének egyik fő akadálya azonban az emberek agyának egyedi jellege. Az elektródoknak nemcsak a megfelelő frekvenciát kell elérniük, hanem az agy megfelelő részére kell irányítaniuk, és időben meg kell szerezniük az ütemet.

Violante hozzátette: "Nagyon olcsó technikát alkalmazunk, és ez az egyik előny, amelyet remélünk, hogy meg fog hozni, ha lefordítható a klinikára.

„A következő lépés annak vizsgálata, hogy az agyi stimuláció működik-e agysérülésben szenvedő betegeknél, kombinálva az agy képalkotásával, ahol a betegek olyan elváltozásokkal rendelkeznek, amelyek károsítják a hosszú távú kommunikációt az agyukban.

"A remény az, hogy végül ezeket a betegeket, vagy akár agyvérzést szenvedő vagy epilepsziás betegek számára is fel lehet használni."

Forrás: Imperial College London / EurekAlert

Fénykép: