Nowe badanie sugeruje, że krótka sesja zappingu mózgu może odwrócić niektóre skutki starzenia się u starszych osób dorosłych.
Ta technika nie jest jeszcze gotowa do użytku nie eksperymentalnego i nie jest jasne, jak długo utrzymują się korzyści. Ale autorzy badania powiedzieli, że mają nadzieję, że ich odkrycia przygotują grunt pod poprawę funkcji poznawczych zarówno u zdrowych dorosłych, jak i osób cierpiących na Alzheimera i inne rodzaje demencji.
„Te odkrycia są ważne, ponieważ nie tylko dają nam nowy wgląd w podstawy mózgu związane ze spadkiem pamięci roboczej związanej z wiekiem, ale także pokazują nam, że negatywne zmiany związane z wiekiem nie są niezmienne” - powiedział kierownik badania Robert Reinhart, neurobiolog na uniwersytecie w Bostonie.
Odkrycia zostały opublikowane dzisiaj (8 kwietnia) w czasopiśmie Nature Neuroscience.
Pamięć robocza
Reinhart i jego współautor, doktorant John Nguyen, skoncentrowali swoje badania na aspekcie poznania zwanym pamięcią roboczą. To szkicownik mózgu, powiedział Reinhart na konferencji prasowej. Umożliwia ludziom trzymanie informacji w aktywnym użyciu przez kilka sekund na raz, ułatwiając wszelkiego rodzaju ważne zadania, od wykonywania matematyki umysłowej do czytania po rozmowę. Badania wykazały, że pamięć robocza jest kluczową częścią inteligencji, powiedział dziennikarzom Reinhart.
Ale pamięć robocza spada wraz z dorosłością. Spadek nie jest dramatyczny, ale na tyle znaczący, że starsi dorośli wykonują średnio gorzej zadania pamięci roboczej niż młodsi dorośli. Reinhart i Nguyen chcieli sprawdzić, czy mogą dowiedzieć się, dlaczego - i może zmienić tę trajektorię.
Badacze zrekrutowali 42 dorosłych w wieku od 20 do 29 lat i 42 starszych w wieku od 60 do 76 lat; naukowcy poprosili uczestników o wykonanie zadania pamięci roboczej, podczas gdy ich aktywność mózgu była monitorowana za pomocą elektroencefalogramu. Zadanie polegało na prostej grze „znajdź różnice”, w której uczestnicy zobaczyli dwa bardzo podobne zdjęcia na ekranie w krótkich odstępach czasu i musieli określić, co różni się w drugim zdjęciu. Wszyscy uczestnicy byli zdrowi, bez diagnozy demencji lub innych problemów poznawczych.
W niektórych sesjach uczestnicy wykonywali to zadanie, podczas gdy ich mózg był lekko stymulowany nieinwazyjną metodą elektryczną zwaną przezczaszkową stymulacją prądu przemiennego. Za pomocą elektrod na skórze głowy naukowcy pulsowali rytmiczną stymulacją elektryczną w obszarach przedczołowych i skroniowych mózgu. Uważa się, że komunikacja między tymi regionami, z przodu i po bokach mózgu, jest ważna dla pamięci roboczej.
Booster mózgu
Eksperyment był podwójnie ślepy, więc ani uczestnicy, ani badacze nie wiedzieli, kiedy uczestnicy otrzymywali stymulację mózgu. Reinhart powiedział, że poza początkowym uczuciem mrowienia na skórze głowy stymulacja nie jest niczym. (Aby oszukać uczestników podczas sesji pozorowanych, naukowcy podali im 30 sekund lekkiego prądu elektrycznego przez elektrody, naśladując to uczucie). Uczestnicy przybywali na różne dni, aby pozorować i prawdziwe sesje, a stymulacja trwała 25 minut.
Przed jakąkolwiek stymulacją starsze osoby dorosłe radziły sobie gorzej z pamięcią roboczą niż młodsza grupa. Dokładność u młodszych dorosłych wynosiła średnio około 90%, a wyniki wahały się od wysokich lat 80. do prawie 100% poprawnych. U osób starszych średnia była bliższa 80%, a wyniki wahały się od niskich lat 70. do połowy lat 80.
Stymulacja wypełniła tę lukę. W ciągu około 12 minut od rozpoczęcia stymulacji mózgu starsze osoby dorosłe zaczęły występować, podobnie jak młodsza grupa. Ta poprawa trwała tak długo, jak trwał eksperyment, 50 minut po ustaniu stymulacji.
„Nie widzieliśmy efektów schodzących do linii bazowej ani nawet trendów spadających do poziomu linii bazowej” - powiedział Reinhart. Naukowcy nie eksperymentowali, aby zobaczyć, jak długo trwają wyniki, ale wyniki innych badań stymulacji mózgu sugerują, że efekty mogą utrzymywać się przez kilka godzin, powiedział.
W dalszych eksperymentach z kolejnymi 49 starszymi i młodszymi dorosłymi badacze przetestowali również wpływ stymulacji mózgu na młodych dorosłych, którzy mieli najniższe wyniki pamięci operacyjnej. Naukowcy odkryli, że ci młodzi ludzie również zostali pobudzeni.
„Myślę, że możliwe jest doładowanie nawet normalnego, zdrowego funkcjonowania poznawczego, w tym u młodych ludzi” - powiedział Reinhart.
Synchronizacja
Badanie zostało imponująco wykonane, powiedzieli Walter Paulus i Zsolt Turi, obaj neurofizjolodzy kliniczni z University Medical Center Göttingen w Niemczech, którzy nie byli zaangażowani w badania. Naukowcy sprawdzili swoją pracę nad kolejnymi próbkami uczestników, co zwiększa zaufanie do wyników, powiedział Turi dla Live Science.
Paulus ostrzegł jednak, że wciąż jest wiele do zrobienia. Już powiedział Live Science, że niektóre firmy sprzedają urządzenia mające stymulować mózg przez czaszkę. Ale jak pokazują badania Reinharta i Nguyena, stymulacja mózgu musi zostać spersonalizowana. Naukowcy wykonali wiele wstępnych prac, aby upewnić się, że prawidłowo umieścili elektrody i zapewnili odpowiednią stymulację w celu poprawy funkcji mózgu.
„Jeśli odstąpisz od protokołu, możesz skończyć bez rezultatów lub też z efektem odwrotnym do zamierzonego” - powiedział Paulus.
Dodał, że dzięki dalszym badaniom technika ta może być stosowana u pacjentów.
Reinhart powiedział, że stymulacja wydaje się odwracać proces starzenia z kilku kluczowych powodów. Po pierwsze, wąsko celował w korę przedczołową i płat skroniowy. U młodych dorosłych korzystających z pamięci roboczej te dwa obszary synchronizują rytmy ich aktywności. Im bardziej ścisła synchronizacja - wzór niskiej częstotliwości wokół 8 herców wydaje się być najlepszym miejscem - tym lepiej działa pamięć robocza, powiedział Reinhart.
U starszych dorosłych ta ścisła synchronizacja znika, co wydaje się być przyczyną spadku pamięci roboczej.
Prowadzi to do drugiej kluczowej cechy stymulacji mózgu: jej rytmiczności. Badacze pulsowali w tych obszarach prądem przemiennym dostosowanym do naturalnych rytmów mózgu osób. Zasadniczo puls powoduje, że dwa obszary znów mówią.
„Synchronizujemy te obszary mózgu, które są niesprzężone, nieskorelowane lub mniej zsynchronizowane u osób starszych”, powiedział Reinhart.
Reinhart zauważył, że młodzi dorośli, którzy mieli gorsze zadania związane z pamięcią roboczą, mieli również stosunkowo zsynchronizowane gadanie w mózgu.
Nowe odkrycia są punktem wyjścia, powiedział Reinhart. Już teraz zespół badawczy zaczął przenosić swoje badania na obszary chorób i zaburzeń. Naukowcy odkryli, ale jeszcze nie opublikowano, dowody na to, że starsi dorośli z objawami demencji (ale nie w pełni rozwiniętymi) wykazują gorszą synchronizację mózgu zarówno w obszarach pamięci roboczej, jak i pamięci długoterminowej. Może to oznaczać, że technika synchronizacji mózgu może być nieinwazyjnym leczeniem choroby Alzheimera i innych form demencji, powiedział Reinhart.
Naukowcy odkryli również, że mogą stymulować mózg za pomocą rytmów, które desynchronizują regiony mózgu.
„To dobrze wróży kolejnym krokom klinicznym, ponieważ wiemy, że istnieją zaburzenia mózgu charakteryzujące się hipokonłącznością, takie jak autyzm, schizofrenia i choroba Alzheimera, ale są też zaburzenia charakteryzujące się zbyt dużą łącznością mózgu, takie jak choroba Parkinsona i epilepsja”, powiedział Reinhart. „początki narzędzia, które może zarówno synchronizować, jak i zwiększać łączność mózgu, a także desynchronizować i zmniejszać łączność”.
