Uusi tutkimus ehdottaa, että lyhyt aivojen zapping-istunto voi kumota joitain ikääntymisen vaikutuksia vanhemmilla aikuisilla.
Tekniikka ei ole vielä valmis muuhun kuin kokeelliseen käyttöön, eikä ole selvää kuinka kauan edut kestävät. Mutta tutkimuksen kirjoittajat sanoivat toivovansa, että heidän havaintonsa luovat perustan kognition parantamiselle sekä terveillä aikuisilla että ihmisillä, joilla on Alzheimerin tauti ja muut dementiatyypit.
"Nämä havainnot ovat tärkeitä, koska ne eivät vain anna meille uusia käsityksiä ikään liittyvän työmuistin heikkenemisen aivoihin, vaan myös osoittavat meille, että ikään liittyvät negatiiviset muutokset eivät ole muuttumattomia", kertoi tutkimuksen johtaja Robert Reinhart. neurotieteilijä Bostonin yliopistossa.
Havainnot julkaistiin tänään (8. huhtikuuta) Nature Neuroscience -lehdessä.
Työmuisti
Reinhart ja hänen avustajansa, jatko-opiskelija John Nguyen, keskittyivät tutkimuksessaan kognitiiviseen osaan, jota kutsutaan työmuistiksi. Tämä on aivojen luonnoslehti, Reinhart sanoi lehdistötilaisuudessa. Sen avulla ihmiset voivat pitää tietoja aktiivisessa käytössä muutaman sekunnin kerrallaan, helpottaen kaikenlaisia tärkeitä tehtäviä, henkisen matematiikan suorittamisesta lukemiseen ja keskustelun käymiseen. Tutkimukset ovat osoittaneet, että työmuisti on keskeinen osa älykkyyttä, Reinhart kertoi.
Mutta työmuisti heikkenee aikuisuuden aikana. Lasku ei ole dramaattinen, mutta on riittävän merkittävä, että vanhemmat aikuiset suorittavat keskimäärin huonommin työmuistitehtäviä kuin nuoremmat aikuiset. Reinhart ja Nguyen halusivat saada selville, miksi - ja ehkä muuttaa sitä lentorataa.
Tutkijat rekrytoivat 42 aikuista, ikäiset 20 - 29, ja 42 vanhempaa, 60 - 76-vuotiasta; tutkijat pyysivät osallistujia suorittamaan työmuistitehtävän samalla kun heidän aivojen toimintaa seurasivat elektroenkefalogrammi. Tehtävänä oli yksinkertainen "löytää erot" -peli, jossa osallistujat näkivät näytöllä kaksi hyvin samanlaista kuvaa lyhyessä peräkkäin ja heidän oli tunnistettava, mikä oli toisessa kuvassa erilainen. Kaikki osallistujat olivat terveitä, ilman diagnooseja dementiasta tai muista kognitiivisista ongelmista.
Joissakin istunnoissa osallistujat tekivät tehtävän samalla kun heidän aivojaan stimuloitiin kevyesti ei-invasiivisella sähköisellä menetelmällä, jota kutsutaan transkraniaaliseksi vaihtovirtastimulaatioksi. Tutkijat sykyttivät rytmiset sähköstimulaatiot päänahan elektrodien avulla prefrontaalisiin ja ajallisiin aivoalueisiin. Viestinnän näiden alueiden välillä, aivojen edessä ja sivuilla, ajatellaan olevan tärkeitä työmuistin kannalta.
Brain booster
Koe oli kaksoissokkoutettu, joten kumpikaan osallistujista eikä tutkijoista ei tiennyt milloin osallistujat saivat aivojen stimulaatiota. Muut kuin kuin päänahan alustava pistely tunne, stimulaatio ei tunnu millään, Reinhart sanoi. (Osallistujien huijaamiseksi huijausistuntojen aikana tutkijat antoivat heille 30 sekuntia valoa sähkövirtaa elektrodien läpi jäljittelemällä tätä sensaatiota.) Osallistujat saapuivat eri päiviin huijausta ja todellista istuntoa varten, ja stimulaatio kesti 25 minuuttia.
Ennen stimulaatiota vanhemmat aikuiset suorittivat työmuistitehtävänsä vähemmän kuin nuoremmat ryhmät. Tarkkuus nuoremmilla aikuisilla oli keskimäärin noin 90%, pisteet vaihtelivat 80-luvun korkeudesta lähes 100-prosenttisesti oikeisiin. Vanhemmilla aikuisilla keskiarvo oli lähempänä 80 prosenttia, pisteet vaihtelivat 70-luvun alkupuolelta 80-luvun puoliväliin.
Stimulaatio sulki aukon. Noin 12 minuutin sisällä aivojen stimulaation alkamisesta, vanhemmat aikuiset alkoivat esiintyä samoin kuin nuoremmat ryhmät. Tämä parannus jatkui niin kauan kuin kokeilu kesti, 50 minuuttia stimulaation lopettamisen jälkeen.
"Emme nähneet vaikutuksia laskevan perustasoon tai edes suuntaamiseen perustasolle", Reinhart sanoi. Tutkijat eivät ole kokeilleet nähdäkseen kuinka kauan tulokset kestävät, mutta muiden aivojen stimulaatiotutkimuksen tulokset viittaavat siihen, että vaikutukset saattavat jatkua useita tunteja, hän sanoi.
Seurantakokeissa toisen 49 vanhemman ja nuoremman aikuisen kanssa tutkijat testasivat myös aivojen stimulaation vaikutuksia nuoriin aikuisiin, joilla oli alhaisimmat työmuistipisteet. Myös nuo nuoret saivat vauhtia, tutkijat havaitsivat.
"Mielestäni on mahdollista tavallaan turboartaa jopa normaalia, terveellistä kognitiivista toimintaa, myös nuorilla", Reinhart sanoi.
Synkronoidaan
Tutkimus tehtiin vaikuttavalla tavalla, sanoivat Walter Paulus ja Zsolt Turi, molemmat kliiniset neurofysiologit Göttingenin yliopistollisessa lääketieteellisessä keskuksessa Saksassa, jotka eivät olleet mukana tutkimuksessa. Tutkijat tarkistivat oman työnsä osallistujien seurannanäytteissä, mikä lisää luottamusta havaintoihin, Turi kertoi Live Sciencelle.
Edelleen on vielä työtä, Paulus varoitti. Hän kertoi jo Live Sciencelle, että jotkut yritykset myyvät laitteita, joiden tarkoituksena on stimuloida aivoja kallon läpi. Mutta kuten Reinhartin ja Nguyenin tutkimus osoittaa, aivojen stimulaatio on räätälöitävä. Tutkijat tekivät paljon alustavaa työtä varmistaakseen, että ne sijoittivat elektrodit oikein ja toimittivat oikean stimulaation aivojen toiminnan parantamiseksi.
"Jos poikkeat protokollasta, saatat johtaa joko tuloksettomiin tuloksiin tai myös haitallisiin tuloksiin", Paulus sanoi.
Jatkotutkimuksissa tekniikka on kuitenkin lupaava käytettäväksi potilailla, hän lisäsi.
Stimulaatio näytti kääntävän ikääntymisen vähentymisen muutamasta keskeisestä syystä, Reinhart sanoi. Ensinnäkin, se kohdistui kapeasti eturauhasen aivokuoreen ja ajalliseen lohkoon. Nuorilla aikuisilla, jotka käyttävät työmuistiaan, nämä kaksi aluetta synkronoivat toimintaansa. Mitä tiukempi synkronointi - matalataajuinen kuvio noin 8 hertsiä näyttää olevan makea kohta - sitä parempi työmuisti toimii, Reinhart sanoi.
Vanhemmilla aikuisilla tämä tiukka synkronointi katoaa, mikä näyttää olevan työmuistin heikentymisen syy.
Tämä johtaa aivojen stimulaation toiseen keskeiseen piirteeseen: sen rytmisyyteen. Tutkijat pulssivat näille alueille henkilöiden luonnollisille aivojen rytmeille räätälöityä vaihtovirtaa. Pohjimmiltaan pulssi saa kaksi aluetta puhumaan uudelleen.
"Synkronoimme näitä aivopisteitä, jotka ovat kytkettyinä tai korreloimattomia tai vähemmän synkronoituneita vanhuksilla", Reinhart sanoi.
Nuorilla aikuisilla, jotka olivat heikommassa asemassa työmuistitehtävissä, oli myös suhteellisen epäsynkronisoitu aivoristeily, Reinhart totesi.
Uudet havainnot ovat lähtökohta, Reinhart sanoi. Jo tutkimusryhmä on alkanut viedä tutkimuksiaan sairauksien ja häiriöiden alueille. Tutkijat ovat löytäneet todisteita siitä, että vanhemmilla aikuisilla, joilla on enemmän dementian oireita (mutta ei täydellistä dementiaa), aivojen synkronointi sekä työ- että pitkäaikaismuistialueilla on, mutta ei vielä julkaistu, todisteita. Tämä voi tarkoittaa, että aivojen synkronointitekniikka voi olla noninvasiivinen hoito Alzheimerin taudille ja muille dementian muodoille, Reinhart sanoi.
Tutkijat ovat myös havainneet, että he voivat stimuloida aivoja rytmeillä, jotka desynchronisoivat aivoalueita.
"Se on hyvä seuraaville kliinisille vaiheille, koska tiedämme, että on aivosairauksia, joille on ominaista hypokonnektiivisuus, kuten autismi, skitsofrenia ja Alzheimerin tauti, mutta silloin on myös häiriöitä, joille on ominaista liiallinen aivojen yhteys, kuten Parkinsonin ja epilepsia", Reinhart sanoi. "sellaisen työkalun alku, joka voi sekä synkronoida että tehdä aivoista enemmän kytkettyjä, desynkronoida ja tehdä aivoista vähemmän kytkettyjä."
