La corrente elettrica magnetica aumenta la memoria

È stato scoperto che la stimolazione esterna del cervello con corrente elettrica utilizzando impulsi magnetici migliora la memoria.

I ricercatori della Northwestern Medicine ritengono che la scoperta possa segnalare un nuovo metodo per trattare i disturbi della memoria associati a malattie come ictus, malattia di Alzheimer precoce, arresto cardiaco e lesioni cerebrali traumatiche.

Inoltre, i ricercatori ritengono che la tecnica possa anche aiutare i problemi di memoria associati al normale invecchiamento.

"Mostriamo per la prima volta che è possibile modificare in modo specifico le funzioni della memoria del cervello negli adulti senza chirurgia o farmaci, che non si sono dimostrati efficaci", ha affermato l'autore senior Dr. Joel Voss, assistente professore di scienze sociali mediche presso la Northwestern University Feinberg School di medicina.

“Questa stimolazione non invasiva migliora la capacità di apprendere cose nuove. Ha un enorme potenziale per il trattamento dei disturbi della memoria ".

Lo studio sarà pubblicato in una prossima edizione di Scienza.

I ricercatori riferiscono che l'indagine è la prima a dimostrare che il ricordo degli eventi richiede una raccolta di molte regioni del cervello per lavorare in combinazione con l'ippocampo, simile a un'orchestra sinfonica.

"La stimolazione elettrica è come dare alle regioni del cervello un conduttore più talentuoso in modo che suonino in più sincronia poiché, in effetti, le regioni del cervello hanno giocato insieme meglio dopo la stimolazione", dice Voss.

L'approccio ha anche il potenziale per il trattamento di disturbi mentali come la schizofrenia in cui queste regioni del cervello e l'ippocampo non sono sincronizzati tra loro, influenzando la memoria e la cognizione.

Lo studio Northwestern è il primo a dimostrare che la stimolazione magnetica transcranica (TMS) migliora la memoria molto tempo dopo il trattamento.

In passato, la TMS è stata utilizzata in modo limitato per modificare temporaneamente la funzione cerebrale per migliorare le prestazioni durante un test, ad esempio, facendo premere un pulsante leggermente più velocemente mentre il cervello viene stimolato.

Lo studio mostra che la TMS può essere utilizzata per migliorare la memoria per eventi almeno 24 ore dopo la stimolazione.

Tecnicamente, non è possibile stimolare direttamente l'ippocampo con la TMS perché è troppo profondo nel cervello perché i campi magnetici possano penetrare.

Quindi, utilizzando una risonanza magnetica, Voss e colleghi hanno identificato una regione cerebrale superficiale a pochi centimetri dalla superficie del cranio con elevata connettività all'ippocampo.

La tecnica ha funzionato bene come dirigere la stimolazione al punto stimolato l'ippocampo.

Quando la TMS è stata utilizzata per stimolare questo punto, le regioni cerebrali associate all'ippocampo sono diventate più sincronizzate tra loro, come indicato dai dati raccolti mentre i soggetti erano all'interno di una macchina per la risonanza magnetica, che registra il flusso sanguigno nel cervello come misura indiretta dell'attività neuronale .

Più queste regioni lavoravano insieme grazie agli stimoli, migliori erano le persone in grado di apprendere nuove informazioni.

Per lo studio, gli scienziati hanno reclutato 16 adulti sani di età compresa tra 21 e 40 anni. Ciascuno ha ricevuto un'immagine anatomica dettagliata del proprio cervello e 10 minuti di registrazione dell'attività cerebrale mentre giaceva in silenzio all'interno di uno scanner di risonanza magnetica (MRI).

Questa analisi ha permesso ai ricercatori di identificare la rete di strutture cerebrali di ogni persona che sono coinvolte nella memoria e ben collegate all'ippocampo.

È interessante notare che le strutture sono leggermente diverse in ogni persona e possono variare nella posizione anche di pochi centimetri.

"Per indirizzare correttamente la stimolazione, abbiamo dovuto identificare le strutture nello spazio cerebrale di ogni persona perché il cervello di ognuno è diverso", ha detto Voss.

Ogni partecipante è stato quindi sottoposto a un test di memoria, costituito da una serie di associazioni arbitrarie tra volti e parole che è stato chiesto loro di imparare e ricordare.

Dopo aver stabilito la loro capacità di base di eseguire questo compito di memoria, i partecipanti hanno ricevuto la stimolazione cerebrale 20 minuti al giorno per cinque giorni consecutivi.

Durante la settimana hanno anche ricevuto ulteriori scansioni MRI e test della loro capacità di ricordare nuove serie di parole arbitrarie e abbinamenti di volti per vedere come la loro memoria è cambiata a seguito della stimolazione.

Quindi, almeno 24 ore dopo la stimolazione finale, sono stati nuovamente testati.

Almeno una settimana dopo, lo stesso esperimento è stato ripetuto ma con una falsa stimolazione con placebo.

L'ordine della stimolazione reale e delle porzioni di placebo dello studio è stato invertito per metà dei partecipanti e non è stato detto loro quale fosse quale.

Entrambi i gruppi hanno ottenuto risultati migliori nei test di memoria a seguito della stimolazione cerebrale. Ci sono voluti tre giorni di stimolazione prima che migliorassero.

"Hanno ricordato più abbinamenti faccia-parola dopo la stimolazione rispetto a prima, il che significa che la loro capacità di apprendimento è migliorata", ha detto Voss.

"Ciò non è accaduto per la condizione placebo o in un altro esperimento di controllo con soggetti aggiuntivi."

Inoltre, la risonanza magnetica ha mostrato che la stimolazione ha fatto sì che le regioni del cervello diventassero più sincronizzate tra loro e con l'ippocampo.

Maggiore è il miglioramento della sincronicità o connettività tra parti specifiche della rete, migliori saranno le prestazioni nel test della memoria.

"Più determinate regioni del cervello lavoravano insieme a causa della stimolazione, più le persone erano in grado di imparare gli abbinamenti faccia-parola", ha detto Voss.

Usare la TMS per stimolare la memoria ha molteplici vantaggi, ha notato la prima autrice Dr. Jane Wang, una borsista post-dottorato nel laboratorio di Voss a Feinberg.

"Nessun farmaco potrebbe essere specifico come TMS per queste reti di memoria", ha detto Wang. "Ci sono molti obiettivi diversi e non è facile trovare un recettore coinvolto nella memoria."

"Questo apre una nuova area per gli studi sul trattamento in cui proveremo a vedere se possiamo migliorare la funzione nelle persone che ne hanno davvero bisogno", ha detto Voss.

Il suo studio attuale era con persone che avevano una memoria normale, nelle quali non si aspetterebbe di vedere un grande miglioramento perché il loro cervello sta già lavorando in modo efficace.

"Ma per una persona con un danno cerebrale o un disturbo della memoria, quelle reti sono interrotte così anche un piccolo cambiamento potrebbe tradursi in guadagni nella loro funzione", ha detto Voss.

Voss ha avvertito che sono necessari anni di ricerca per determinare se questo approccio è sicuro o efficace per i pazienti con malattia di Alzheimer o disturbi della memoria simili.

Fonte: Northwestern University