Теги → нейронная активность

Электрическая стимуляция мозга помогла памяти пожилых людей догнать молодых

От лечения депрессии до сокращения последствий болезни Паркинсона и пробуждения пациентов, находящихся в вегетативном состоянии, стимуляция мозга электрическим током обладает огромным потенциалом. Одно из новых исследований направило свои усилия на то, чтобы остановить снижение познавательной способности, улучшая память и способности к обучению. Проведённый учеными из Бостонского университета эксперимент продемонстрировал неинвазивную технику, которая способна восстановить рабочую память у 70-летних пожилых людей, настолько, что она не уступала таковой у людей в возрасте 20 лет.

Во многих исследованиях по стимуляции мозга используются электроды, имплантированные в определённые участки мозга, для доставки электрических импульсов. Данная процедура называется «глубокая» или «прямая» стимуляция мозга и имеет свои преимущества благодаря точному позиционированию воздействия. Тем не менее внедрение электродов в мозг достаточно непрактично, да и просто связано с определёнными рисками по воспалению или заражению при несоблюдении всех операционных норм.

Альтернативой является непрямая стимуляция при помощи неинвазивного (неоперационного) метода через электроды, расположенные на коже головы, что позволяет производить подобные манипуляции даже в домашних условиях. Именно таким методом решил воспользоваться Роб Рейнхарт, нейробиолог из Бостонского университета, в стремлении улучшить память пожилых людей, которая, как правило, ослабевает с возрастом.

Нейробиолог Роб Рейнхарт обнаружил способ исправления нарушенных путей в мозге и восстановления функции памяти. (Фото: Cydney Scott)

Нейробиолог Роб Рейнхарт обнаружил способ исправления нарушенных нейронных связей в мозге и восстановления функции памяти (фото: Cydney Scott)

Если говорить точнее, то его эксперименты были полностью сосредоточены на рабочей памяти, которая включается, например, когда мы вспоминаем, что нужно взять в продуктовом магазине, или пытаемся найти ключи от машины. По словам Рейнхарта, рабочая память может начать ухудшаться уже к 30 годам, так как различные отделы мозга начинают терять свою связность и становятся менее согласованными. Когда мы достигаем 60 или 70 лет, эта несогласованность может привести к заметному снижению когнитивных функций.

Учёный обнаружил способ восстановить нарушенные нейронные связи. Метод основывается на двух элементах работы мозга. Первый — «сопряжение», когда различные части мозга активируются в заданной последовательности, как отлаженный оркестр. Второй — «синхронизация», когда более медленные ритмы, известные как тета-ритмы и связанные с гиппокампом, синхронизируются должным образом. Обе эти функции ухудшаются с возрастом и влияют на работу памяти.

1 изображение - активность мозга 20-ти летнего испытуемого во время использования рабочей памяти, второе - отсутствие таковой у пожилого человека, третье - мозг пожилого человека после стимуляции. (Reinhart lab/Boston University)

Первое изображение — активность мозга 20-летнего испытуемого во время использования рабочей памяти, второе — отсутствие таковой у пожилого человека, третье — мозг пожилого человека после стимуляции (Reinhart lab/Boston University)

Для своего эксперимента Рейнхарт задействовал группу молодых людей в возрасте около 20 лет, а также группу пожилых людей в возрасте от 60 до 70 лет. Каждая группа должна была выполнить ряд определённых заданий, которые подразумевали просмотр изображения, паузу, просмотр второго изображения, а затем по памяти обнаружение различий в них.

Неудивительно, что младшая экспериментальная группа выступила намного лучше, чем старшая. Но затем Рейнхарт применил 25 минут мягкой стимуляции коры головного мозга пожилых людей с импульсами, настроенными на нервные контуры каждого пациента в соответствие с областью коры ответственной за рабочую память. После этого группы продолжили выполнять задания, а разрыв в точности выполнения задания между ними исчез. Эффект продолжался не менее 50 минут после стимуляции. Более того, Рейнхарт обнаружил, что он способен улучшить функцию памяти даже у молодых людей, которые плохо справились с заданиями.

«Мы обнаружили, что испытуемые в возрасте 20 лет, которые столкнулись с трудностями при выполнении заданий, смогли также получить выгоду из точно такой же стимуляции», — говорит Рейнхарт. «Мы смогли улучшить их рабочую память, даже если им не было за 60 или 70 лет».

Рейнхарт надеется продолжить изучение того, как стимуляция мозга может улучшить работу мозга человека, особенно для страдающих от болезни Альцгеймера.

«Это открывает новые возможности для исследований и лечения», — говорит он. «И мы очень рады этому».

Исследование было опубликовано в журнале Nature Neuroscience.

Facebook позволит набирать текст силой мысли

Facebook представила проект исследовательской группы Building 8, которая разрабатывает интерфейс, позволяющий набирать текст силой мысли. Анонс сделала Регина Дуган (Regina Dugan), бывший директор Управления перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) и бывший глава экспериментальной группы Google, ATAP, в рамках конференции F8.

Дуган, которая возглавляет Building 8, заявила, что цель команды — создать нечто простое, дающее возможность с помощью мозга давать команды «Да» и «Нет». По её словам, это может в корне изменить то, как люди взаимодействуют c технологиями.

Она рассказала о «мозговой мыши для дополненной реальности». Технология может стать идеальным методом получения прямого сигнала нейронной активности, что избавит от необходимости использовать устройства дополненной реальности для отслеживания движений рук и других частей тела. Устройство также может пригодиться пациентам с тяжёлым параличом, выступая как «речевой протез».

Дуган отметила, что компания не собирается вторгаться в мысли людей. Речь идёт скорее о «декодировании слов, которые вы уже решили произнести, посредством их отправки в центр речи вашего мозга». Facebook сравнивает это с ситуацией, когда у человек есть много фотографий и он решает поделиться с друзьями лишь некоторыми из них.

Facebook не планирует создавать какой-либо инвазивный имплантат. «Мы думаем, лучше всего начинать с оптической визуализации», — заявила Дуган. Использование нейронной визуализации может быть единственным неинвазивным подходом, который позволит передавать данные о нейронной активности во входы электронных устройств, говорит она. Это может быть что-то вроде шапочки, которую человек носит на голове. Но технология пока не существует, а на её разработку уйдут годы.

Над прототипом в виде имплантируемого устройства для медицинских целей сейчас работает команда более чем из 60 учёных и инженеров Калифорнийского университета в Сан-Франциско, Калифорнийского университета в Беркли и ряда других учреждений. Этот прототип хотят создать в течение следующих двух лет. Долгосрочная цель — разработать неинвазивное коммерческое нейронное устройство, которое будет использовать технологии визуализации мозга.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥