La stimolazione cerebrale può ripristinare i vuoti di memoria
Sebbene all'inizio del ciclo di ricerca, un team di neuroscienziati ha dimostrato che la stimolazione elettrica erogata quando si prevede che la memoria fallisca può migliorare la funzione della memoria.
I ricercatori dell'Università della Pennsylvania affermano che questo è il primo studio a dimostrare che la stimolazione elettrica può migliorare la funzione della memoria nel cervello umano.
Il tempismo, tuttavia, sembra fare una grande differenza poiché la stessa stimolazione generalmente diventa distruttiva quando gli impulsi elettrici arrivano durante i periodi di effettiva funzione della memoria.
Il gruppo di ricerca comprendeva Michael Kahana, professore di psicologia e ricercatore principale, Youssef Ezzyat, uno scienziato senior dei dati nel laboratorio di Kahana; e Daniel Rizzuto, direttore della neuromodulazione cognitiva alla Penn.
I loro risultati appaiono sulla rivistaBiologia attuale.
Gli esperti dicono che il lavoro è un passo importante verso l'obiettivo a lungo termine di Restoring Active Memory, un progetto quadriennale del Dipartimento della Difesa finalizzato allo sviluppo di tecnologie di prossima generazione che migliorano la funzione della memoria nelle persone che soffrono di perdita di memoria.
Lo studio illustra un collegamento importante tra la stimolazione cerebrale profonda opportunamente programmata e i suoi potenziali benefici terapeutici.
Per arrivare a questo punto, il team Penn ha dovuto prima comprendere e decodificare i modelli di segnalazione che corrispondono agli alti e ai bassi della funzione di memoria.
"Applicando metodi di apprendimento automatico ai segnali elettrici misurati in punti diffusi in tutto il cervello umano", ha affermato Ezzyat, autore principale dell'articolo, "siamo in grado di identificare l'attività neurale che indica quando un dato paziente avrà dei vuoti di codifica della memoria".
Utilizzando questo modello, il team di Kahana ha esaminato come gli effetti della stimolazione differiscono durante una funzione di memoria scarsa rispetto a quella efficace.
Lo studio ha coinvolto pazienti neurochirurgici in trattamento per l'epilessia in diverse strutture in tutto il paese. Ai partecipanti è stato chiesto di studiare e richiamare elenchi di parole comuni mentre ricevevano livelli sicuri di stimolazione cerebrale.
Durante questo processo, il team Penn ha registrato l'attività elettrica degli elettrodi impiantati nel cervello dei pazienti come parte delle cure cliniche di routine. Queste registrazioni hanno identificato i biomarcatori della funzione di memoria di successo, modelli di attività che si verificano quando il cervello crea efficacemente nuovi ricordi.
"Abbiamo scoperto che, quando la stimolazione elettrica arriva durante periodi di memoria efficace, la memoria peggiora", ha detto Kahana. "Ma quando la stimolazione elettrica arriva in momenti di scarsa funzionalità, la memoria è notevolmente migliorata."
Kahana lo paragona ai modelli di traffico nel cervello: stimolare il cervello durante un backup ripristina il normale flusso di traffico.
Acquisire informazioni su questo processo potrebbe migliorare la vita di molti tipi di pazienti, in particolare quelli con lesioni cerebrali traumatiche o malattie neurologiche, come l'Alzheimer.
"La tecnologia basata su questo tipo di stimolazione", ha detto Rizzuto, "potrebbe produrre guadagni significativi nelle prestazioni della memoria, ma è necessario più lavoro per passare dal proof-of-concept a una vera piattaforma terapeutica".
Per promuovere la ricerca in corso, il ripristino della memoria attiva (RAM) ha rilasciato pubblicamente un ampio set di dati di registrazione e stimolazione cerebrale intracranica che includeva più di 1.000 ore di dati da 150 pazienti che eseguivano compiti di memoria.
Fonte: University of Pennsylvania / EurekAlert
