电流大脑增强记忆
发现可能有助于治疗记忆障碍导致中风、老年痴呆症和脑损伤
通过非侵入性刺激大脑中的特定区域交付使用磁脉冲电流,称为经颅磁刺激,改善记忆,西北医学®的一项新研究报告。
发现开辟了新的可能性领域治疗记忆障碍引起的中风、早期阿尔茨海默氏症、创伤性脑损伤、心脏骤停和记忆发生在健康老化的问题。
“我们首次展示,你可以专门改变成人大脑的记忆功能没有手术或药物,尚未被证明有效,”资深作家乔尔·沃斯说,医学社会科学助理教授在西北大学范伯格医学院的。“这非侵入性刺激提高了学习新事物的能力。它有巨大的潜在治疗记忆障碍。”
这项研究将发表在8月29日科学。
研究还首次证明记忆事件需要收集的许多大脑区域在工作过程中有一个关键内存结构称为海马体——类似于一个交响乐团。电刺激就像给大脑区域更有才华的导体,所以他们在同步。
“这就像我们与穆蒂取代了正常的导体,”沃斯说,他指的是里卡多。穆蒂,著名的芝加哥交响乐团的音乐总监。“大脑区域后一起玩更刺激。”
也有潜在的方法治疗精神分裂症等精神疾病的困扰,这些大脑区域和海马体是互相不同步,影响记忆和认知。
经颅磁刺激增强记忆
西北研究首次显示经颅磁刺激治疗很长时间后改善记忆。过去,TMS被用在一个有限的方式暂时改变大脑功能以提高性能测试期间,例如,有人按下按钮稍快而受到刺激的大脑。研究表明,经颅磁刺激可用于改善记忆的事件刺激后至少24小时。
找到最佳击球点
不可能直接与TMS刺激海马因为太在大脑深处的磁场穿透。使用核磁共振扫描,沃斯和他的同事们发现了一个肤浅的大脑区域仅仅厘米,表面的头骨与海马体高连通性。他想看看导演这个位置的刺激会反过来刺激海马。它做到了。
“我很惊讶地看到它很特别,”沃斯说。
TMS用来刺激这地点的时候,有关的大脑区域与海马体变得更加相互同步,所表示的数据虽然受试者在MRI机器,它记录了大脑的血流量作为神经活动的间接测量。
越这些地区合作由于刺激,更好的人能学习新信息。
研究如何工作
科学家们招募了16个健康成年人年龄在21到40。都有一个详细的解剖图像的他或她的大脑以及10分钟的记录大脑活动静静地躺在核磁共振扫描仪。这样做允许研究人员来确定每个人的大脑结构网络,参与记忆和与海马体。每个人结构略有不同,可能不同位置的几厘米。
“正确的目标刺激,我们必须确定每个人的大脑的结构空间,因为每个人的大脑都是不同的,”沃斯说。
每个参与者接受记忆测试,组成的一组任意面孔和单词之间的联系,要求他们学习和记忆。在建立基线能力在这个记忆任务,参与者每天收到脑刺激20分钟连续五天。
一周他们也得到了额外的MRI扫描和测试他们的记忆能力新的任意词集和脸适合于他们的记忆如何改变的刺激。然后,至少24小时后最后的刺激,他们再次测试。
至少一个星期后,同样的实验是重复的,但假的安慰剂的刺激。真正刺激的顺序和安慰剂的部分研究了一半的参与者,他们没有告诉哪个是哪个。
两组在记忆力测试中的表现更好的大脑刺激的结果。花了三天的刺激才能改进。
“他们比以前刺激后记住更多的面孔-词语的配对,这意味着他们的学习能力提高了,”沃斯说。“这没有发生安慰剂条件或在另一个控制实验与额外的主题。”
此外,核磁共振成像显示,刺激使大脑区域变得更加相互同步和海马体。越大的改善之间的同步性和连接网络的特定部分,记忆测试的性能就越好。“某些大脑区域合作因为刺激,更多的人能够了解面孔-词语的配对,”沃斯说。
使用经颅磁刺激刺激内存有多个优点,指出第一作者简王,沃斯的实验室的博士后研究员范伯格。“没有药物可以作为特定的经颅磁刺激对这些记忆网络,”王说。“有很多不同的目标和不容易想出任何一个受体参与记忆。”
未来
“这治疗研究开辟了一个全新的领域,我们将尝试看看我们是否可以改善功能真正需要它的人,”沃斯说。
他目前的研究是与人正常的记忆,他不希望看到一个巨大的进步,因为他们的大脑已经有效地工作。
”,但对于一个人与脑损伤或记忆障碍,这些网络中断甚至一个小变化可能在它们的功能转化为收益,”沃斯说。
在即将到来的审判,沃斯将研究电刺激对患者早期记忆丧失的影响。
沃斯警告称,需要多年的研究来确定这种方法是否安全或有效的阿尔茨海默氏症患者或类似的记忆障碍。
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出版
l . j . x Wang m·罗杰斯大肠总值z, a·j·瑞尔斯m . e . Dokucu k . l . Brandstatt m . s . Hermiller j·l·沃斯。有针对性的加强cortical-hippocampal大脑网络和联想记忆。科学,2014年8月29日出版。doi: 10.1126 / science.12529005
