La stimolazione diretta dell'area cerebrale può aumentare la memoria per un giorno

La stimolazione elettrica diretta dell'amigdala, una regione del cervello associata alla memoria e al comportamento emotivo, può migliorare il riconoscimento delle immagini il giorno successivo se applicata immediatamente dopo che le immagini sono state visualizzate per la prima volta, secondo un nuovo studio pubblicato sulla rivista Atti della National Academy of Sciences (PNAS).

"Siamo stati in grado di contrassegnare ricordi specifici per essere ricordati meglio in seguito", ha detto il co-primo autore Cory Inman, Ph.D., borsista post-dottorato presso il Dipartimento di Neurochirurgia presso la Emory University.

“Un giorno, questo potrebbe essere incorporato in un dispositivo volto ad aiutare i pazienti con gravi disturbi della memoria, come quelli con lesioni cerebrali traumatiche o lieve deterioramento cognitivo associato a varie malattie neurodegenerative. Tuttavia, in questo momento, questa è più una scoperta scientifica che terapeutica. "

La stimolazione cerebrale profonda (DBS) implica una corrente elettrica erogata continuamente attraverso un dispositivo impiantato. La procedura è un metodo clinico consolidato per il trattamento dei disturbi del movimento come il morbo di Parkinson, ed è in fase di test per condizioni psichiatriche come la depressione.

L'attuale studio ha coinvolto 14 pazienti con epilessia presso l'Emory University Hospital che erano sottoposti a monitoraggio intracranico, una procedura invasiva utilizzata per la diagnosi dell'origine delle crisi, durante la quale gli elettrodi vengono introdotti nel cervello.

I risultati mostrano che il 79% dei partecipanti (11 su 14) è migliorato nei test di memoria durante la notte, mentre il restante 21% non ha mostrato alcun miglioramento o compromissione. Il riconoscimento dei partecipanti allo studio è aumentato solo per le immagini stimolate e non per le immagini di controllo mostrate tra le immagini stimolate.

Rispetto all'assenza di stimolazione, l'aumento del numero di immagini accuratamente riconosciute variava da circa l'8% fino a diverse centinaia di%.

Alcuni dei pazienti avevano già problemi di memoria a causa della loro epilessia; in generale, questi pazienti hanno visto un effetto maggiore dalla DBS. Ad esempio, un paziente ha essenzialmente dimenticato tutte le immagini di controllo, ma ha mantenuto una buona memoria per le immagini stimolate. Tuttavia, un effetto sostanziale è stato osservato anche nelle persone che avevano una memoria media all'inizio.

"La media era come avere una performance di memoria di livello 'B' che sale a una 'A'", ha detto l'autore senior Jon T. Willie, MD, Ph.D., assistente professore di neurochirurgia e neurologia presso la Emory University School of Medicine , che ha eseguito interventi chirurgici sui pazienti nello studio.

“Vediamo questo come una piattaforma per l'ulteriore studio del miglioramento della memoria. La specificità temporale consente molti altri esperimenti, poiché sappiamo che non c'è un effetto di trascinamento da un'immagine all'altra ".

Il ruolo chiave che l'amigdala gioca nelle risposte emotive e nell'apprendimento associato alla paura è stato ben studiato. Gli scienziati si sono assicurati che la stimolazione dell'amigdala rimanesse a bassi livelli di corrente (0,5 milliampere) e non provocasse risposte emotive, una frequenza cardiaca elevata o altri segni di eccitazione. I pazienti hanno riferito di non aver notato la stimolazione in nessun momento dello studio.

I ricercatori hanno anche evitato la stimolazione diretta dell'ippocampo, ritenendo che sarebbe stato troppo vicino al meccanismo della memoria stessa, come introdurre un cavo sotto tensione nella scheda madre di un computer.

"Abbiamo scelto l'amigdala a causa di decenni di ricerca sui roditori, dimostrando che interagisce con molte altre strutture di memoria in un ruolo modulatorio", ha detto il co-primo autore Joseph Manns, Ph.D., professore associato di psicologia. "Volevamo stimolare la sua funzione endogena, che pensiamo sia quella di segnalare la salienza - qualcosa che spicca - in modo che le esperienze specifiche vengano ricordate in futuro".

In una ricerca precedente, Manns aveva già scoperto che la stimolazione elettrica dell'amigdala aumenta la capacità dei roditori di riconoscere le immagini in un secondo momento. Gli esperimenti sull'uomo sono stati progettati per assomigliare molto a come sono stati impostati i test del suo laboratorio con i roditori.

Durante l'esperimento, ai pazienti sono stati mostrati 160 oggetti neutri (i volti emotivi sono stati esclusi, ad esempio) e gli è stato chiesto di dire se gli oggetti appartenevano al chiuso o all'aperto.

Per metà delle immagini, i partecipanti hanno ricevuto una stimolazione per un secondo dopo che ciascuna immagine era scomparsa dallo schermo. Sono state testate immediatamente su metà delle immagini stimolate e metà delle immagini non stimolate, e l'altra metà il giorno successivo. Un totale di 40 nuove immagini sono state utilizzate come esche. L'effetto della stimolazione sul riconoscimento immediato non era statisticamente forte. Tuttavia, il giorno successivo, gli effetti sulle immagini stimolate erano chiari.

"Questo ha senso perché si ritiene che l'amigdala sia importante per il consolidamento della memoria, assicurandosi che gli eventi importanti rimangano nel tempo", afferma Manns.

Fonte: Emory Health Sciences