Elektrisk hjärnstimulering visade sig förbättra arbetsminnet


Elektrisk hjärnstimulering visade sig förbättra arbetsminnet

Forskare kan ha hittat ett sätt att förbättra hjärnans anslutning. Resultaten kan öka kortsiktig arbetsminne, och i framtiden kan de hjälpa till att reparera hjärnskador hos patienter med traumatisk hjärnskada, stroke eller epilepsi.

Olika hjärnskanningar från studien visar att synkron stimulering ökar hjärnaktiviteten i de regioner som är involverade i uppgiftens prestanda, medan stimulering av synkronisering aktiverar hjärnområden i samband med vila.

Bildkrediter: Ines Violante

Våra hjärnor är komplexa maskiner som kan hantera en imponerande mängd information. För att hjärnan ska fungera korrekt måste den dock koppla alla sina många komponenter till en samordnad insats.

Vetenskapligt har hjärnan delats upp i fyra huvudregioner, var och en med egna underavsnitt och specialfunktioner. Några av hjärnans områden handlar om tal, vissa med minne och andra med rumsligt tänkande eller rörelse.

Vissa kognitiva funktioner är resultatet av samtal mellan olika områden. Det så kallade arbetsminnet kommer från interaktionen mellan olika nätverk, och ny forskning undersöker rollen som hjärnvågor i synkronisering och effektivisering av denna kommunikation.

Forskare från Imperial College London (ICL) i Storbritannien använde elektricitet för att stimulera hjärnan till att synkronisera sina vågor av elektrisk aktivitet. Som forskare - ledd av Dr. Ines Ribeiro Violante, en neurovetenskapare vid medicinska institutionen vid ICL - förklarar hjärnvågor när olika neuroner skickar signaler samtidigt. Den exakta rytmen där dessa celler synkroniseras kan innehålla nyckeln för att utföra mer utförliga uppgifter.

Den nya studien, publicerad i tidningen Elife , Avslöjar att tillämpning av svag elektrisk stimulering i hjärnan bidrog till att harmonisera olika delar av hjärnan och förbättra deltagarnas minne.

Studier av effekterna av elektrisk hjärnstimulering

Violante och team använde en noninvasiv teknik som kallas transkraniell växelströmsstimulering (TACS) för att störa hjärnans rytm. I TACS appliceras växlande elektrisk ström genom skallen för att modifiera hjärnans kortikala svängningar.

Forskarna använde TACS för att inrikta sig på två hjärnregioner involverade i arbetsminnet: den mellersta frontal gyrus och den underlägsna parietalloben.

Medan deras hjärnor stimulerades elektriskt, blev 10 deltagare ombedda att utföra en uppsättning minnesuppgifter som gradvis ökade i svårigheter. Den elektriska stimuleringen applicerades omväxlande på ett osynkroniserat sätt, på ett synkroniserat sätt eller i snabba utbrott.

Deltagarna utförde minnesuppgifter där de fick komma ihåg att siffror blinkade över skärmen eller matchningsnummer med tidigare. Mer komplicerade uppgifter involverade att behålla två strängar av tal i åtanke, eftersom det nya numret måste matchas med det för två nummer tidigare.

Synkroniserad stimulering visade sig förbättra arbetsminnet

Sammantaget fann forskarna att när hjärnan stimulerades på ett synkront sätt hade deltagarna bättre reaktionstid på minnesuppgifterna. Deras prestanda förbättrades särskilt under de mer komplicerade uppgifterna, vilket krävde att deltagarna skulle komma ihåg två uppsättningar av tal för att matcha dem med det aktuella numret.

De synkroniserade hjärnvågorna verkade förbättra arbetsminnets prestanda - hjärnans förmåga att behålla små bitar av information i en form som är lätt att komma åt när man utför vissa uppgifter. Arbetsminnet är ansvarigt för att komma ihåg daglig information som livsmedelslistor eller telefonnummer.

Det vi observerade är att människor fungerade bättre när de två vågorna hade samma rytm och samtidigt [...] Det klassiska beteendet är att göra långsammare på den hårdare kognitiva uppgiften, men människor utförde sig snabbare med synkroniserad stimulering och så fort som På den enklare uppgiften [...] Resultaten visar att när stimulansen synkroniserades ökade aktiviteten i de regioner som är involverade i uppgiften. När det var synkroniserat sågs den motsatta effekten."

Dr. Ines Ribeiro Violante

Hjärnstimulering kan användas för att behandla hjärnskada i framtiden

I framtiden hoppas forskarna använda denna form av hjärnstimulering som behandling för patienter med traumatisk hjärnskada.

Dr Violante förklarar att en sådan teknik är mycket billig, så att använda den i kliniker skulle vara fördelaktig i den meningen. Specifikiteten hos varje individs hjärna kan dock vara ett hinder för att använda denna form av elektrisk stimulering som en allmänt tillgänglig behandling.

"Nästa steg är att se om hjärnstimuleringen fungerar hos patienter med hjärnskada, i kombination med hjärnbilder, där patienter har lesioner som försvårar kommunikation i hjärnan, säger Dr. Violante.

"Förhoppningen är att det i slutändan kan användas för dessa patienter, eller till och med de som har drabbats av stroke eller som har epilepsi", tillägger Dr. Violante.

David Sharp, professor i neurologi i ICL: s medicinska institution och seniorförfattare på tidningen, väger också in på resultaten:

Vi är väldigt glada över potentialen i hjärnstimulering för att behandla patienter. Jag jobbar med patienter som ofta har stora problem med arbetsminne efter huvudskadorna, så det vore bra att ha ett sätt att förbättra våra nuvarande behandlingar, vilket kanske inte alltid fungerar för dem. Vårt nästa steg är att försöka utseendet hos våra patienter och vi kommer att se huruvida att kombinera det med kognitiv träning kan återställa förlorade färdigheter."

Lär dig hur migrän kan behandlas med en elektrisk stimuleringsplåster.

The hidden power of smiling | Ron Gutman (Video Medicinsk Och Professionell 2022).

Avsnitt Frågor På Medicin: Medicinsk praktik