US Department of Defense Study använder hjärnstimulering för att förbättra minnet

De flesta av oss accepterar eventuella minnesförluster som ett olyckligt faktum i livet, men de senaste framstegen i hjärnstimulering, som finansieras av Förenta staternas försvarsdepartement, kan förändras allt detta. På tisdag forskar forskare inom programmet som rapporteras i tidskriften Naturkommunikation att de hade hittat ett sätt att elektriskt stimulera hjärnan för att förbättra minnesåterkallandet på ett betydande sätt.

Målet med programmet är att i slutändan behandla människor med neurologiska störningar som Parkinsons sjukdom och epilepsi, vilket påverkar många kampveteraner som lever med de långsiktiga effekterna av huvudtrauma och posttraumatisk stressstörning. Det nya pappret, publicerat tisdag, är ett viktigt steg i att uppnå dessa mål. Forskargruppen, ledd av Youssef Ezzyat, Ph.D. av University of Pennsylvania, fann att direkt stimulera en del av hjärnan som kallas den laterala temporal cortex kan bidra till att förbättra patienternas minnesåterkallande med så mycket som 15 procent.

I studien registrerade forskarna hjärnaktiviteten hos 25 volontärer som deltog i en klinisk studie avsedd att behandla läkemedelsresistent epilepsi, en anfallsproblem som kan påverka människans minne. Patienterna läste en lista med 12 ord och fick instruera att komma ihåg dem. Samtidigt övervakade forskarna patientens hjärnaktivitet via elektroder på hjärnans corticala yta samt inbäddade i hjärnan.

Att mata dessa data till en maskininlärningsalgoritm visade dem när en patients hjärna var mest sannolikt inte kodar minnena ordentligt. Senare när patienterna utförde en minnesuppgift kopplade elektroderna till sin laterala temporal cortex, en del av hjärnan i samband med minnes- och språkbehandling, gav patienterna en liten zap av elektricitet för att stimulera regionen när det upptäckte aktivitet associerad med kodningsunderskott.

Studiens författare rapporterar att denna övervaknings- och svarprocess, känd som stimulering med sluten slinga, förbättrade patienternas minnesåterkallande med 15 procent. Den här nya studien beror på tidigare upptäckter av Ezzyat's team, vilket visade potentialen för sluten loop hjärnstimulering för att förbättra minneskodning. Detta skiljer sig från öppen-loop-stimulering genom att den bara brinner när en patient visar biomarkörerna som indikerar kodningsproblem.Den senaste forskningen bygger på denna insats genom att identifiera ett anatomiskt mål för hjärnstimulering.

Sedan Omvänd Tidigare rapporterade, National Institute of Mental Health är inte särskilt intresserad av att finansiera denna typ av forskning, det ser ut som detta projekt och andra finansieras av D.O.D. kan vara läkarnas bästa satsning på att förbättra behandlingar som innebär direkt hjärnstimulering.

Abstrakt: Minnesfel är frustrerande och är ofta resultatet av ineffektiv kodning. Ett sätt att förbättra minnesresultaten är genom direkt modulering av hjärnaktivitet med elektrisk stimulering. Tidigare ansträngningar har dock rapporterat inkonsekventa effekter vid användning av öppen slingstimulering och riktar sig ofta mot hippocampus och mediala temporala lobes. Här använder vi ett system med sluten slinga för att övervaka och avkoda neurala aktivitet från direkta hjärninspelningar hos människor. Vi tillämpar riktade stimulering mot lateral temporal cortex och rapporterar att denna stimulering räddar perioder med dålig minnes kodning. Detta system förbättrar också senare återkallande, vilket avslöjar att lateral temporal cortex är ett pålitligt mål för minnesförbättring. Tillsammans föreslår våra resultat att sådana system kan ge en terapeutisk metod för behandling av minnesdysfunktion.