Недовгий сеанс замикання мозку може змінити деякі наслідки старіння у дорослих дорослих людей.
Методика ще не готова до не експериментального використання, і не ясно, як довго триватимуть переваги. Але автори дослідження заявили, що сподіваються, що їхні висновки стануть основою для поліпшення пізнання як у здорових дорослих, так і у людей, які страждають на хворобу Альцгеймера та інших видів деменції.
"Ці висновки важливі, тому що вони не лише дають нам нову думку про основи мозку для зниження вікової робочої пам'яті, але й показують, що негативні зміни, пов'язані з віком, не змінюються", - сказав керівник дослідження Роберт Рейнхарт, нейрознавець з Бостонського університету.
Отримані результати були опубліковані сьогодні (8 квітня) у журналі Nature Neuroscience.
Робоча пам'ять
Рейнхарт та його співавтор, докторант Джон Нгуен, зосередили своє дослідження на аспекті пізнання, що називається робочою пам’яттю. Це ескіз мозку, сказав Рейнхарт на брифінгу. Це дозволяє людям утримувати інформацію в активному режимі протягом декількох секунд, полегшуючи всілякі важливі завдання, від розумової математики до читання до бесіди. Дослідження показали, що робоча пам'ять є ключовою частиною інтелекту, сказав Рейнхарт журналістам.
Але робоча пам’ять знижується в зрілому віці. Занепад не є драматичним, але досить значний, що дорослі дорослі виконують в середньому гірші завдання робочої пам'яті, ніж молодші. Рейнхарт і Нгуєн хотіли зрозуміти, чи можуть вони зрозуміти, чому - і, можливо, змінити цю траєкторію.
Дослідники набрали 42 дорослих віком від 20 до 29 років та 42 старших дорослих віком від 60 до 76 років; вчені попросили учасників виконати завдання робочої пам’яті, поки їх мозкова активність контролювалася за допомогою електроенцефалограми. Завданням була проста гра «знайти відмінності», в якій учасники коротко поспіль побачили на екрані дві дуже схожі картинки і мали визначити, що відрізняється від другої картини. Усі учасники були здоровими, без діагнозів деменції чи інших когнітивних проблем.
У деяких сесіях учасники виконували завдання, поки їхній мозок був злегка стимульований неінвазивним електричним методом, який називався транскраніальної стимуляцією змінного струму. Використовуючи електроди на шкірі голови, дослідники імпульсували ритмічну електричну стимуляцію в передній та скроневій ділянках мозку. Комунікація між цими регіонами, на передній і боковій частині мозку, вважається важливим для роботи пам'яті.
Підсилювач мозку
Експеримент був подвійним сліпим, тому ні учасники, ні дослідники не знали, коли учасники отримували стимуляцію мозку. За винятком початкового відчуття поколювання на шкірі голови, стимуляція не відчуває нічого подібного, сказав Рейнхарт. (Щоб обдурити учасників під час фальшивих сесій, дослідники давали їм 30 секунд легкого електричного струму через електроди, імітуючи це відчуття.) Учасники приїжджали в різні дні на свої шахрайські та справжні сеанси, і стимуляція тривала 25 хвилин.
До будь-якого стимулювання старші дорослі виконували менше завдання на робочу пам’ять, ніж молодша когорта. Точність серед молодших дорослих в середньому становила близько 90%, а показники коливалися від високих 80-х до майже 100% правильних. У дорослих дорослих середній показник був ближче до 80%, показники коливалися від низьких 70-х до середини 80-х.
Стимуляція закрила цю прогалину. Приблизно за 12 хвилин від початку стимуляції мозку старші дорослі почали виступати так само, як і молодша група. Це поліпшення тривало до тих пір, поки експеримент тривав, через 50 хвилин після припинення стимуляції.
"Ми не бачили ефектів, що знижуються до базової лінії або навіть тенденції до рівня базової лінії", - сказав Рейнхарт. Дослідники не експериментували, щоб дізнатися, як довго тривають результати, але результати інших досліджень стимуляції мозку припускають, що ефекти можуть зберігатися протягом декількох годин, сказав він.
У ході подальших експериментів із ще 49 дорослими та молодшими дорослими дослідники також перевірили вплив стимуляції мозку на молодих дорослих людей, які мали найнижчі показники робочої пам’яті. Ці молоді люди також отримали поштовх, також виявили дослідники.
"Я думаю, що можна здійснити турбонаддув навіть у нормальному, здоровому когнітивному функціонуванні, в тому числі у молоді", - сказав Рейнхарт.
Синхронізація
Дослідження було вражено вражаючим, зазначають Вальтер Паулюс та Жолт Турі, обидва клінічні нейрофізіологи Університетського медичного центру Геттінген у Німеччині, які не брали участь у дослідженні. Дослідники перевірили власну роботу над подальшими зразками учасників, що підвищує впевненість у отриманих результатах, розповів Турі Live Science.
Попереду ще багато роботи, попередив Паулюс. Вже зараз, він розповів Live Science, деякі компанії продають пристрої, призначені для стимулювання мозку через череп. Але як показує дослідження Рейнхарта та Нгуєна, стимуляцію мозку потрібно персоналізувати. Дослідники провели багато попередньої роботи, щоб переконатися, що вони правильно розмістили електроди та надали належне стимулювання для поліпшення роботи мозку.
"Якщо ви відхилитесь від протоколу, у вас може виникнути або відсутність результатів, або також контрпродуктивні результати", - сказав Паулюс.
Однак, при подальшому дослідженні методика є перспективною для використання у пацієнтів, додав він.
Здається, стимуляція повертає зниження старіння з кількох ключових причин, сказав Рейнхарт. По-перше, вона вузько націлена на передню кору та скроневу частку. У молодих дорослих, які використовують свою робочу пам’ять, ці дві області синхронізують ритми їхньої діяльності. Чим жорсткіше синхронізація - низькочастотний малюнок навколо 8 герц, здається, є найкращим місцем - тим краще працює робоча пам'ять, сказав Рейнхарт.
У дорослих людей ця щільна синхронізація зникає, що, здається, є коренем зниження робочої пам'яті.
Це призводить до другої ключової особливості стимуляції мозку: його ритмічності. Дослідники імпульсували змінний струм, пристосований до природних ритмів мозку людей у ці області. По суті, імпульс змушує знову заговорити дві області.
"Ми синхронізуємо ці ділянки мозку, які є нез'єднаними або некоррельованими або менш синхронізовані у літніх людей", - сказав Рейнхарт.
У молодих дорослих людей, які гірше справлялися з робочою пам’яттю, також спостерігалося відносно десинхронізований балаканина з мозком, зазначив Рейнхарт.
Нові висновки є відправною точкою, сказав Рейнхарт. Вже зараз дослідницька група розпочала просувати свої дослідження в області хвороб та розладів. Дослідники знайшли, але ще не опубліковані докази того, що у дорослих дорослих людей із більшою симптоматикою деменції (але не повномасштабною деменцією) спостерігається гірша синхронізація мозку як у регіонах робочої пам’яті, так і в довгостроковій пам’яті. Це може означати, що техніка синхронізації мозку може бути неінвазивним методом лікування хвороби Альцгеймера та інших форм деменції, сказав Рейнхарт.
Дослідники також виявили, що вони можуть стимулювати мозок ритмами, які десинхронізують області мозку.
"Це добре підходить для наступних клінічних кроків, тому що ми знаємо, що існують розлади мозку, що характеризуються гіпоконективністю, як аутизм, шизофренія та хвороба Альцгеймера, але тоді також виникають розлади, що характеризуються занадто великою мозковою зв'язкою, як Паркінсон та епілепсія", - сказав Рейнхарт. "початок інструменту, який може одночасно синхронізувати, і зробити ваш мозок більш зв'язаним, і десинхронізувати, і зробити ваш мозок менш підключеним."
