Studie des US-Verteidigungsministeriums verwendet Gehirnstimulation zur Verbesserung des Gedächtnisses

Die meisten von uns akzeptieren eventuelle Gedächtnisstörungen als eine unglückliche Tatsache des Lebens, aber die jüngsten Fortschritte bei der Hirnstimulation, die vom US-Verteidigungsministerium finanziert werden, könnten dies alles ändern. Am Dienstag berichteten Wissenschaftler, die im Rahmen des Programms forschten, in der Zeitschrift Nature Communications dass sie einen Weg gefunden haben, das Gehirn elektrisch anzuregen, um das Erinnerungsvermögen deutlich zu verbessern.

Das Ziel des Programms ist es, Menschen mit neurologischen Erkrankungen wie Parkinson und Epilepsie zu behandeln, von denen viele Kampfveteranen betroffen sind, die mit den Langzeitfolgen von Kopfverletzungen und posttraumatischen Belastungsstörungen leben. Das am Dienstag veröffentlichte neue Papier ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu diesen Zielen. Das Forscherteam, angeführt von Youssef Ezzyat, Ph.D. der University of Pennsylvania, fand heraus, dass die direkte Stimulation eines Teils des Gehirns, der lateralen temporalen Kortex genannt wird, dabei helfen kann, das Erinnerungsvermögen der Patienten zu verbessern 15 Prozent.

In der Studie erfassten die Forscher die Gehirnaktivität von 25 Freiwilligen, die an einer klinischen Studie zur Behandlung von medikamentenresistenter Epilepsie teilnahmen, einer Anfallserkrankung, die das Gedächtnis einer Person beeinträchtigen kann. Die Patienten lasen eine Liste von 12 Wörtern und wurden angewiesen, sich an sie zu erinnern. Währenddessen beobachteten die Wissenschaftler die Gehirnaktivität der Patienten über Elektroden an der kortikalen Oberfläche des Gehirns sowie in das Gehirn eingebettet.

Die Weitergabe dieser Daten an einen Algorithmus für maschinelles Lernen zeigte, wann das Gehirn eines Patienten am wahrscheinlichsten war nicht Kodierung der Erinnerungen richtig. Später, als die Patienten eine Gedächtnisaufgabe verrichteten, hatten die Elektroden, die mit ihrem lateralen Kortex verbunden waren, einem Teil des Gehirns, der mit der Gedächtnis- und Sprachverarbeitung in Verbindung steht, den Patienten einen kleinen Elektrizitätszapfen, um die Region zu stimulieren, sobald Aktivität festgestellt wurde Kodierungsdefizite.

Die Autoren der Studie berichten, dass dieser Überwachungs- und Reaktionsprozess, der als Closed-Loop-Stimulation bezeichnet wird, das Erinnerungsvermögen der Patienten um 15 Prozent verbesserte. Diese neue Studie beruht auf früheren Erkenntnissen des Ezzyat-Teams, die das Potenzial der Hirnstimulation mit geschlossenem Regelkreis zur Verbesserung der Speichercodierung demonstrierten. Dies unterscheidet sich von der Stimulation mit offenem Regelkreis dadurch, dass sie nur dann startet, wenn ein Patient die Biomarker anzeigt, die auf Codierungsprobleme hinweisen. Die neueste Forschung baut auf dieser Intervention auf, indem ein anatomisches Ziel für die Hirnstimulation identifiziert wird.

Seit, als Inverse Wie bereits berichtet, sind die National Institutes of Mental Health nicht sehr an der Finanzierung dieser Art von Forschung interessiert. Es sieht so aus, als würden dieses Projekt und andere von der D.O.D. Ärzte könnten die beste Wahl sein, um Behandlungen zu perfektionieren, die eine direkte Hirnstimulation beinhalten.

Abstrakt: Speicherfehler sind frustrierend und oft das Ergebnis unwirksamer Kodierung. Ein Ansatz zur Verbesserung der Gedächtnisergebnisse ist die direkte Modulation der Gehirnaktivität mit elektrischer Stimulation. In früheren Versuchen wurde jedoch von inkonsistenten Effekten bei der Verwendung der Stimulation mit offenem Regelkreis berichtet, die häufig auf den Hippocampus und die medialen Temporallappen abzielte. Hier verwenden wir ein Closed-Loop-System zur Überwachung und Dekodierung der neuronalen Aktivität aus direkten Gehirnaufnahmen beim Menschen. Wir wenden eine gezielte Stimulation auf den lateralen temporalen Kortex an und berichten, dass diese Stimulation Perioden der schlechten Gedächtniscodierung rettet. Dieses System verbessert auch die spätere Erinnerung und zeigt, dass der laterale temporale Kortex ein zuverlässiges Ziel für die Verbesserung des Gedächtnisses ist. Zusammengenommen legen unsere Ergebnisse nahe, dass solche Systeme einen therapeutischen Ansatz zur Behandlung von Gedächtnisstörungen bieten können.