Anregung einer bestimmten Region im Gehirn über nicht-invasive Lieferung von elektrischem Strom mit magnetischen Impulsen , die so genannte Transkranielle Magnetstimulation , verbessert das Gedächtnis , berichtet eine neue Northwestern Medizin
Die Entdeckung eröffnet ein neues Feld von Möglichkeiten zur Behandlung von Gedächtnisstörungen durch Bedingungen wie verursacht Schlaganfall , Im Frühstadium Alzheimer-Krankheit . Schädelhirntrauma , Herzstillstand und die Speicherprobleme , die in gesunden Alterns auftreten .
"Wir zeigen zum ersten Mal , dass Sie Speicherfunktionen des Gehirns bei Erwachsenen ohne Operation oder Medikamente gezielt zu verändern , die nicht bewiesen haben, effektiv", sagte Senior Autor Joel Voss , Assistant Professor für medizinische Sozialwissenschaften an der Northwestern University Feinberg School of Medicine . "Das nicht-invasive Stimulation verbessert die Fähigkeit, neue Dinge zu lernen . Es verfügt über ein enormes Potenzial für die Behandlung von Gedächtnisstörungen . "
Die Studie wurde veröffentlicht in der Wissenschaft .
Die Studie ist auch das erste zu zeigen, dass die Erinnerung an Ereignisse erfordert eine Sammlung von vielen Hirnregionen , um zusammen mit einem Schlüsselspeicherstrukturarbeiten so genannte Hippocampus - ähnlich wie bei einem Symphonieorchester. Die elektrische Stimulation ist wie geben den Hirnregionen ein begabter Dirigent , so dass sie in enger Synchronizität zu spielen.
"Es ist wie wir ihre Normalleiter ersetzt mit Muti ", sagte Voss, die sich auf Riccardo Muti , der Musikdirektor des renommierten Chicago Symphony Orchestra . " Die Hirnregionen spielten zusammen besser nach der Stimulation . "
Der Ansatz hat auch Potential für die Behandlung von psychischen Störungen, wie Schizophrenie in denen diese Gehirnregionen und der Hippocampus nicht synchron miteinander , beeinflussen Gedächtnis und Wahrnehmung .
TMS steigert Speicher
Die Northwestern Studie ist die erste zu zeigen, TMS verbessert das Gedächtnis lange nach der Behandlung. In der Vergangenheit hat die TMS in begrenztem Umfang auf die Gehirnfunktion vorübergehend zu ändern , um die Leistung während eines Tests zu verbessern, beispielsweise verwendet worden , so dass jemand einen Knopf drücken, etwas schneller , während das Gehirn stimuliert wird . Die Studie zeigt, dass TMS kann verwendet werden, um Speicher für Veranstaltungen zu verbessern mindestens 24 Stunden nach der Stimulation ist gegeben.
Das Finden der Sweet-Spot-
Es ist nicht möglich, direkt die Hippocampus mit TMS , weil sie zu tief im Gehirn für die magnetischen Felder zu durchdringen ist . Also, mit einem MRT-Untersuchung , Voss und Kollegen identifizierten eine oberflächliche Hirnregion eine bloße Zentimeter von der Oberfläche des Schädels mit hoher Konnektivität mit dem Hippocampus. Er wollte sehen, ob die Leitung der Stimulation an dieser Stelle würde wiederum stimulieren den Hippocampus. Es tat .
" Ich war erstaunt zu sehen, dass es funktioniert so speziell ", sagte Voss .
Wenn TMS wurde verwendet, um diesen Ort zu fördern, wurden Regionen im Gehirn mit dem Hippocampus beteiligt mehr miteinander synchronisiert , wie Daten genommen, während Probanden wurden innerhalb einer MRT-Gerät , das den Blutfluss im Gehirn als indirektes Maß der Aufzeichnungen angezeigt neuronale Aktivität .
Je mehr die Regionen zusammengearbeitet aufgrund der Stimulation waren die besseren Menschen in der Lage, neue Informationen zu erlernen.
Wie die Studie Arbeitete
Wissenschaftler rekrutierten 16 gesunden Erwachsenen im Alter von 21 bis 40. Jeder hatte eine detaillierte anatomische Bild der sein Gehirn entnommen und 10 Minuten Aufnahmehirnaktivitätbeim liegen ruhig im Inneren eines Kernspintomographen . Dadurch konnten die Forscher jede Person Netzwerk von Hirnstrukturen , die im Speicher beteiligt sind und gut mit dem Hippocampus verbunden zu identifizieren. Die Strukturen sind in jedem Menschen etwas anders und können in Lage um bis zu einigen Zentimetern variieren.
" Um richtig zielen auf die Stimulation, mussten wir die Strukturen in jeder Person Gehirn Raum identifizieren, weil jedermanns Gehirn ist anders", sagte Voss .
Jeder Teilnehmer dann einer Speichertest , bestehend aus einer Reihe von willkürlichen Assoziationen zwischen Gesichter und Worte, die sie gebeten wurden , zu lernen und zu erinnern. Nach der Gründung ihres Ausgangs Fähigkeit, auf dieser Speicher Aufgabe auszuführen, erhalten die Teilnehmer Hirnstimulation 20 Minuten pro Tag an fünf aufeinander folgenden Tagen .
Während der Woche erhielten sie auch zusätzliche MRI-Scans und Tests ihrer Fähigkeit, neue Sätze von beliebigen Wort und Gesicht Schnitzel denken Sie daran, zu sehen, wie die Erinnerung verändert als Folge der Stimulation . Dann mindestens 24 Stunden nach der letzten Stimulation, wurden sie wieder getestet.
Mindestens eine Woche später wurde das gleiche Experiment wiederholt, jedoch mit einer gefälschten Placebo Stimulation. Die Reihenfolge der realen Stimulation und Placebo Teile der Studie wurde für die Hälfte der Teilnehmer umgekehrt, und sie waren nicht gesagt, was war die .
Beide Gruppen entwickelten sich besser auf Gedächtnistests als Folge der Gehirnstimulation . Es dauerte drei Tage , bevor sie Stimulation verbessert.
"Sie erinnerte mehr offene Wort Paarungen nach der Stimulation als zuvor , was bedeutet, ihre Lernfähigkeit verbessert", sagte Voss . " Das ist nicht für die Placebo- Zustand oder in einem anderen Kontrollversuch mit zusätzlichen Fächern passieren."
Darüber hinaus zeigte die MRI die Stimulation verursachte Hirnregionen , mehr miteinander und Hippocampus synchronisiert werden . Je größer die Verbesserung der Synchronität oder Konnektivität zwischen bestimmten Teilen des Netzwerks , umso besser ist die Leistung auf dem Gedächtnistest. "Je mehr bestimmten Hirnregionen zusammengearbeitet , weil der Stimulation wurden die mehr Menschen in der Lage, face- Wort -Paarungen zu lernen", sagte Voss .
Mit TMS in den Speicher zu stimulieren hat mehrere Vorteile , merkte erste Autor Jane Wang, ein Postdoctoral Fellow in Voss Labor an Feinberg . " Kein Medikament kann so spezifisch wie TMS für diese Speichernetzwerke", sagte Wang . " Es gibt eine Menge verschiedener Ziele und es ist nicht leicht , sich mit einem Rezeptor, der im Speicher zu tun hat . "
Die Zukunft
" Dies eröffnet einen ganz neuen Bereich für die Behandlung Studien, in denen wir versuchen, ob wir Funktion bei Menschen, die es wirklich brauchen zu verbessern", sagte Voss .
Seine aktuellen Studie war mit Menschen, die normalen Speicher hatte , in denen er würde nicht erwarten, dass eine große Verbesserung zu sehen, weil ihre Gehirne arbeiten bereits wirksam .
"Aber für eine Person mit Hirnschäden oder einer Gedächtnisstörung , werden diese Netzwerke gestört so dass selbst eine kleine Änderung könnte in Gewinne in ihrer Funktion zu übersetzen ", sagte Voss .
In einer der nächsten Studie werden Voss die elektrische Stimulation der Wirkung auf den Menschen im Frühstadium Gedächtnisverlust zu studieren.
Voss hingewiesen, dass Jahre Forschung benötigt, um festzustellen, ob diese Vorgehensweise sicher und wirksam für Patienten mit Alzheimer-Krankheit oder ähnlicher Störungen des Gedächtnisses.