Навигация по сайтуНавигация по сайту

«Кардиостимулятор» мозга улучшит вам память

Имплантат является последней разработкой в исследованиях стимуляции нейронов для повышения когнитивных способностей

Представьте себе: когда вы пытались узнать что-то новое, будь то имя человека или ваш 15-й пароль электронной почты, ваш мозг получит электрический импульс. Этот небольшой электрический толчок сотряс бы нейроны и заставил их обратить внимание на новую информацию, увеличив вероятность того, что вы сможете вспомнить её позже.

Этот тип имплантируемого нейронного устройства больше не является чисто научной фантастикой или эпизодом «Черного зеркала». Ученые разработали аппарат, который будет подталкивать электроимпульсами мозг, когда ему будет угрожать забыть новую информацию. Технология, которая сочетает в себе метод, называемый стимуляцией глубокого мозга (DBS) с мониторингом нейронной активности в режиме реального времени, улучшает способности участников по задачам «на память» на целых 15 процентов!

В DBS электрический ток подается в мозг через электроды, имплантированные в определенных местах. Устройство уже помогло контролировать тремор у пациентов с болезнью Паркинсона и прекратить судороги у лиц с тяжелой эпилепсией. Ученые теперь изучают, может ли DBS даже помочь лечить болезнь Альцгеймера. Но ранние исследования влияния DBS на память были неоднозначными - некоторые тесты привели к повышению эффективности, тогда как другие привели к ухудшению.

Результаты по-видимому во многом зависят от того, где и когда происходит стимуляция. В новом исследовании, опубликованном в Nature Communications, автор Майкл Кахана изучил этот вопрос. «Я много лет изучаю электрофизиологию процессов памяти, и мне показалось мы должны использовать электрические сигналы мозга, предваряющие хорошее запоминание, чтобы научить нас стимуляции мозга», - говорит Кахана, который является профессором психологии в Университете Пенсильвании.

Сначала команде Каханы пришлось определить, как выглядят эти сигналы. Для этого исследователи изучили 25 пациентов с эпилепсией, у которых уже были электроды, имплантированные в мозг, и контролировали их приступы. Исследователи использовали электроды для измерения нейронной активности, в то время как пациенты запоминали списки слов. Затем они сравнивали мозговую активность при словах, которые пациенты правильно запоминали, и словах, которые они забывали. Активность в области боковой височной коры, которая является частью основной памяти, предсказывала, будет ли это слово запомнено.

Затем исследователи разработали программное обеспечение, которое в реальном времени определяло, была ли активность в этой части мозга достаточной для запоминания или нет. Если программное обеспечение обнаруживало, что активность недостаточна для обучения, оно вызывало небольшой электрический импульс для стимуляции этой области мозга. Электрический ток в DBS, как правило постоянный, но эта система «замкнутого контура» действует не как кардиостимулятор, а влияет на мозг, только когда требуется стимуляция.

«Мы вызываем нервную активность в нейронной сети памяти в то время, когда сеть успокаивается, хотя для запоминания этого не должно быть», - говорит Кахана.

Хотя исследование проводилось у пациентов без нарушения памяти, есть надежды на использование DBS для лечения слабоумия, особенно учитывая что наиболее перспективные фармацевтические клинические испытания лекарств для болезни Альцгеймера пока продолжают разочаровывать. «Я думаю, что это действительно захватывающее открытие», - говорит Гвенн Смит, профессор психиатрии и поведенческих наук Университета Джона Хопкинса, который не участвовал в этой работе. «Исследование было очень методологически элегантным и имеет большой потенциал для лечения нарушений памяти».

Ицхак Фрид, профессор нейрохирургии в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, который также не участвовал в исследовании, согласился, что результаты были многообещающими, но хотелось бы увидеть больше доказательств клинического воздействия.

Андрес Лозано, студент нейрохирургии в Университете Торонто, который со Смитом провел несколько клинических испытаний с использованием DBS у пациентов с болезнью Альцгеймера, говорит, что преимущества использования прерывистой или постоянной стимуляции зависят от желаемого результата. «Прерывистая хороша для вещей, которые происходят за короткий промежуток времени-секунды. Если вас интересуют вещи, которые происходят в течение нескольких дней и даже лет, то вероятно постоянная стимуляция будет более выгодной», - говорит он.

В одном из исследований Лозано и Смита, пациенты с Альцгеймером в возрасте старше 65 лет, которые получали непрерывный ДБС, в течение года имели меньше когнитивного спада, чем пациенты, которые его не получали. DBS также привело к более высокому метаболизму глюкозы в мозге, что является признаком усиления функционирования нейронов.

Другое исследование на мышах показало, что DBS может уменьшить присутствие амилоидных бляшек и тау-клубков в мозге - неврологических признаков Альцгеймера. «Если цель состоит в том, чтобы замедлить прогресс болезни Альцгеймера, тогда нас придется постоянно стимулировать», - говорит Лозано. «Мы задействуем эндогенные механизмы восстановления и роста мозга, и стимуляция может мобилизовать эти механизмы».

В то же время замкнутые системы стимуляции становятся реальностью. Компания NeuroPace предлагает одобренное FDA устройство для лечения эпилепсии. Имплантаты обнаруживают активность в головном мозге, которая предсказывает приступ, а затем подает электрический импульс, чтобы немедленно остановить его.

Брайан Джонсон, генеральный директор компании Neurotech Kernel, считает что эти типы имплантов мозга могут в один прекрасный день улучшить познавательные способности у всех нас.

Однако нейрохирург Фрайед (Fried) из Лос-Анджелесской клиники, отклоняет идею использования стимуляции глубокого мозга для чего-то столь же тривиального, как запоминание имен на вечеринке. «Это сложная инвазивная технология, предназначенная для лечения нарушений и облегчения страданий неврологических пациентов, и является медицинской процедурой, которую следует проводить и регулировать строгими клиническими критериями», - написал он.

Однако Кахана более открыт для этой идеи. «Операции на головном мозге для такого рода технологий становятся все более безопасными с каждым годом. В один прекрасный день так называемые инвазивные технологии могут стать достаточно низким риском. Настолько, что мы даже не будем думать о них как об операциях. «Косметическая хирургия – сейчас это рутинная процедура. Может занять некоторое время, чтобы привыкнуть к идее легкой хирургии головного мозга. Кто хочет быть первым?»

Опубликовано: 10.02.2018 в 02:03

Похожие статьи

Вперед Назад

Комментарии

Комментарии отсутствуют

Выберите себе хорошего специалиста!

Понравилось? Поделитесь с друзьями или разместите у себя: