Bελτίωση της λειτουργίας της μνήμης σε ηλικιωμένους με διακρανιακή διέγερση συνεχούς ρεύματος (TDCS)

 

βελτίωση της λειτουργίας της μνήμης σε ενήλικες μεγαλύτερης ηλικίας 

φωτο: Διαφορετικά είδη μνήμης ελέγχονται από διαφορετικά μέρη του εγκεφάλου

Οι νευροεπιστήμονες έδειξαν ότι η χορήγηση ασθενών ηλεκτρικών ρευμάτων στον εγκέφαλο των ανθρώπων επί αρκετές ημέρες οδήγησε σε μακροχρόνιες βελτιώσεις της μνήμης (S. Grover et al. Nature Neurosci. https://doi.org/gqpjp7; 2022).

Χρησιμοποιώντας τη διακρανιακή διέγερση εναλλασσόμενου ρεύματος transcranial alternating current stimulation (tACS), η οποία παρέχει ηλεκτρικά ρεύματα μέσω ηλεκτροδίων στο τριχωτό της κεφαλής, η ομάδα διεξήγαγε μια σειρά πειραμάτων σε 150 άτομα ηλικίας 65 ετών και άνω. Ζητήθηκε από τους συμμετέχοντες να ανακαλέσουν λίστες 20 λέξεων που διαβάστηκαν δυνατά. Υποβλήθηκαν σε tACS για τη διάρκεια της εργασίας.

Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι η μακροπρόθεσμη και η βραχυπρόθεσμη (Working memory, λειτουργική) μνήμη ελέγχονται από διαφορετικά μέρη του εγκεφάλου. 

Βασιζόμενη σε αυτή την έρευνα, η ομάδα έδειξε ότι η διέγερση του οπισθοπλάγιου προμετωπιαίου φλοιού - μια περιοχή κοντά στο μπροστινό μέρος του εγκεφάλου - με ρεύματα υψηλής συχνότητας βελτίωσε τη μακροπρόθεσμη μνήμη, μετρούμενη από την ικανότητα των συμμετεχόντων να θυμούνται λέξεις από την αρχή των καταλόγων.

Η διέγερση του κατώτερου βρεγματικού λοβού, ο οποίος βρίσκεται πιο πίσω στον εγκέφαλο, με ρεύματα χαμηλής συχνότητας ενίσχυσε τη βραχυπρόθεσμη (Working memory, λειτουργική) μνήμη, ενισχύοντας την ανάκληση των στοιχείων των συμμετεχόντων σε μεταγενέστερες λίστες. Η απόδοση της μνήμης βελτιώθηκε κατά τη διάρκεια των τεσσάρων ημερών — και τα οφέλη παρέμειναν ακόμη και ένα μήνα αργότερα.

22-8-22   https://www.nature.com/articles/s41593-022-01132-3

[Η βαθιά διέγερση του εγκεφάλου είναι μια νευροχειρουργική διαδικασία που περιλαμβάνει την τοποθέτηση μιας ιατρικής συσκευής που ονομάζεται νευροδιεγέρτης, η οποία στέλνει ηλεκτρικά ερεθίσματα, μέσω εμφυτευμένων ηλεκτροδίων, σε συγκεκριμένους στόχους στον εγκέφαλο ]

Ο εγκέφαλοςείναι ένα ηλεκτροχημικό όργανο- χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητική ενέργεια για να λειτουργήσει. Η ηλεκτρική δραστηριότητα που προέρχεται από τον εγκέφαλο εμφανίζεται με τη μορφή εγκεφαλικών κυμάτων.

Εγκεφαλικά κύματα

Όταν ρίχνεις μια μικρή πέτρα στο νερό, βλέπεις κύματα. Ομοίως η καρδιά και ο εγκέφαλός μας έχουν κυματομορφές. Το μοτίβο κυμάτων της καρδιάς μετράται με ηλεκτροκαρδιογράφο  [ECG (electro cardiograph)] . Τα εγκεφαλικά κύματα μετρώνται με  ηλεκτροεγκεφαλογράφο [EEG (electro encephalograph)].

τα εγκεφαλικά μας κύματα είναι τεσσάρων τύπων.

Τα εγκεφαλικά κύματα έχουν επίσης κορυφές που είναι παρόμοιες με τις κορυφές που βλέπουμε στα κύματα του νερού. Ο αριθμός των φορών που εμφανίζεται η κορυφή σε ένα δευτερόλεπτο ονομάζεται "κύκλοι ανά δευτερόλεπτο".

Βήτα (13 έως 25 κύκλοι ανά δευτερόλεπτο)

Αυτό το εγκεφαλικό κύμα δείχνει ότι το συνειδητό μυαλό σας έχει τον έλεγχο. Υποδεικνύει μια ψυχική κατάσταση λογικής σκέψης, επίγνωσης, συγκέντρωσης, εξωστρέφειας, ανάλυσης και δράσης. Είστε σε εγρήγορση και είστε ξύπνιοι μιλώντας, εκφωνείτε ομιλίες, πααρουσιάζετε εκπομπές, λύνετε προβλήματα κ.λπ.

Άλφα (8 έως 12 κύκλοι ανά δευτερόλεπτο)

Αυτό το εγκεφαλικό κύμα υποδηλώνει χαλάρωση και διαλογισμό. Είναι μια κατάσταση χαλαρής εγρήγορσης καλή για έμπνευση, μαθαίνοντας γρήγορα γεγονότα.

Θήτα (4 έως 8 κύκλοι ανά δευτερόλεπτο)

Βαθύς διαλογισμός. Αυτό συνδέεται με τη φαντασία, τα όνειρα, τη δημιουργικότητα, τα  παραφυσικά φαινόμενα, τις εμπειρίες εκτός σώματος, ESP και έμπνευση. Αυτό το εγκεφαλικό κύμα είναι κυρίαρχο σε παιδιά ηλικίας 2 έως 5 ετών.

Δέλτα (0,5 έως 4 κύκλοι ανά δευτερόλεπτο)

Βαθύς ύπνος χωρίς όνειρα. Βαθιά χαλάρωση.

[ωστόσο φαίνεται πως το φάσμα του ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος αποκαλύπτει και μια ακόμη κατηγορία κυμάτων, τα κύματα γ (περίπου 30-70 Hz) που σχετίζονται με τη συνείδηση, μια λειτουργία που ακόμη δεν είναι κατανοητή και η οποία κεντρίζει το ενδιαφέρον πολλών επιστημόνων από πολλούς επιστημονικούς κλάδους].

Συνήθως τα κύματα του αριστερού και του δεξιού εγκεφάλου είναι ανεξάρτητα. Οι κορυφές τους είναι ανεξάρτητες η μία από την άλλη. Κατά τη διάρκεια του διαλογισμού και της βαθιάς χαλάρωσης, τα αριστερά εγκεφαλικά κύματα και τα δεξιά εγκεφαλικά κύματα συμβαίνουν μαζί.

Και για τα δύο, οι κορυφές επιτυγχάνονται μαζί. Αυτό ονομάζεται συγχρονισμός. Οι επιστήμονες πιστεύουν τώρα ότι ο συγχρονισμός καθιστά διαθέσιμη πολύ μεγαλύτερη δύναμη του νου. Συνδέεται με την πολύ γρήγορη εκμάθηση μεγάλου όγκου πληροφοριών, καθώς και με τη δημιουργικότητα. Αυτοέλεγχος του εγκεφάλου

Σύμφωνα με τη «θεωρία της μνήμης» του Locke, η ταυτότητα ενός ατόμου φτάνει μόνο όσο η μνήμη του εκτείνεται στο παρελθόν . Με άλλα λόγια, ποιος είναι κάποιος εξαρτάται κριτικά από το τι θυμάται. Έτσι, καθώς η μνήμη ενός ανθρώπου αρχίζει να εξαφανίζεται, το ίδιο συμβαίνει και με την ταυτότητά του.

Είμαστε οι αναμνήσεις μας;

Αλλά πώς ξέρουμε πραγματικά ποιοι είμαστε; Μπορεί να φαίνεται απλό – είμαστε προϊόν των εμπειριών της ζωής μας, στις οποίες μπορούμε εύκολα να έχουμε πρόσβαση μέσω των αναμνήσεων του παρελθόντος . Πράγματι, ουσιαστική έρευνα έχει δείξει ότι οι αναμνήσεις διαμορφώνουν την ταυτότητα ενός ατόμου.

Πού πάνε οι ξεχασμένες μας αναμνήσεις;

Ο ιππόκαμπος πιστεύεται ότι είναι το μέρος όπου αποθηκεύονται για πρώτη φορά κάποιες αναμνήσεις. Με την πάροδο του χρόνου, αυτές οι μνήμες μπορεί στη συνέχεια να αποθηκευτούν σε άλλα μέρη του εγκεφάλου, δηλαδή στον νεοφλοιό.

===============

Η βαθιά διέγερση του εγκεφάλου είναι μια νευροχειρουργική διαδικασία που περιλαμβάνει την τοποθέτηση μιας ιατρικής συσκευής που ονομάζεται νευροδιεγέρτης, η οποία στέλνει ηλεκτρικά ερεθίσματα, μέσω εμφυτευμένων ηλεκτροδίων, σε συγκεκριμένους στόχους στον εγκέφαλο 

Δεδομένης της επιλογής, θα θέλατε να σκέφτεστε πιο γρήγορα και να έχετε μεγαλύτερη προσοχή; Η έρευνα δείχνει ότι τα κιτ ηλεκτρικής διέγερσης του εγκεφάλου θα μπορούσαν να έχουν ακριβώς αυτά τα αποτελέσματα. Αλλά τώρα ορισμένες εταιρείες πωλούν τέτοιες συσκευές στο Διαδίκτυο, οδηγώντας σε κλήσεις για τη ρύθμιση της τεχνολογίας.

Μπορεί να ακούγεται πολύ καλό για να είναι αληθινό, αλλά οι επιστήμονες λένε ότι η τεχνολογία είναι πολλά υποσχόμενη.

Η διακρανιακή διέγερση συνεχούς ρεύματος (TDCS), η οποία διοχετεύει μικρά ηλεκτρικά ρεύματα απευθείας στο τριχωτό της κεφαλής, διεγείρει τα νευρικά κύτταρα στον εγκέφαλο (νευρώνες).

Είναι μη επεμβατικό, εξαιρετικά ήπιο και ο στρατός των ΗΠΑ χρησιμοποιεί ακόμη και το TDCS σε μια προσπάθεια να βελτιώσει την απόδοση των πιλότων του drone.

Η ιδέα είναι ότι κάνει τους νευρώνες πιο πιθανό να πυροδοτηθούν και η προκαταρκτική έρευνα δείχνει ότι η ηλεκτρική προσομοίωση μπορεί να βελτιώσει την προσοχή, καθώς και να έχει θετικό αντίκτυπο σε άτομα με γνωστικές αναπηρίες και κατάθλιψη.

Έχει επίσης αποδειχθεί ότι αυξάνει την απόδοση σε μια εργασία στα μαθηματικά , μια βελτίωση που υπήρχε ακόμα έξι μήνες αργότερα.

Ο επιστήμονας πίσω από αυτή την εργασία είναι ο Δρ Roy Cohen Kadosh από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης. Χρησιμοποιεί το TDCS για να εξετάσει πώς βελτιώνονται οι γνωστικές λειτουργίες.

 "Μπορείτε να μάθετε 20-40% πιο γρήγορα, να μειώσετε τον πόνο, να αισθανθείτε καλύτερα, να αυξήσετε την ενέργεια ή να μειώσετε το άγχος με το tDCS; Οι ερευνητικές μελέτες λένε, ΝΑΙ!"

"Ανεπιθύμητα αποτελέσματα"

Αλλά εάν αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνται με λάθος τρόπο, οι επιστήμονες λένε ότι θα μπορούσαν να είναι επιβλαβείς.

Τα ηλεκτρόδια μιας συσκευής που χρησιμοποιεί το Oxford Martin School (παρακάτω) είναι τοποθετημένα έτσι ώστε να διεγείρουν την περιοχή του εγκεφάλου κάτω από το μέτωπο.

Εδώ βρίσκεται ο προμετωπιαίος φλοιός, ο οποίος εμπλέκεται σε γνωστικό επίπεδο υψηλού επιπέδου όπως η προσοχή.

Οι επιστήμονες, σε τελική ανάλυση, εφαρμόζουν ηλεκτρόδια στον εγκέφαλο - κάτι που λένε ότι θα μπορούσε να έχει κάποια ανεπιθύμητα αποτελέσματα.

Για παράδειγμα, μπορεί να επηρεαστούν διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου από αυτές που προορίζονται και, σε ορισμένες περιπτώσεις, η διέγερση θα μπορούσε να επηρεάσει αντί να βελτιώσει τη λειτουργία εάν αντιστραφεί η πολικότητα της διέγερσης.

ομάδα ερευνητών ζήτησε « προσοχή» για αυτές τις συσκευές όταν πρόκειται για τον αναπτυσσόμενο εγκέφαλο λόγω των γνωστών κινδύνων. Αυτά μπορεί να περιλαμβάνουν επιληπτικές κρίσεις και αλλαγές διάθεσης.

 οι άνθρωποι κατασκευάζουν επίσης όλο και περισσότερο κιτ διέγερσης εγκεφάλου οι ίδιοι

Ένα ενεργό φόρουμ στο reddit είναι αφιερωμένο στην τεχνολογία και οι άνθρωποι εκεί παραπονέθηκαν για «κάψιμο στο τριχωτό της κεφαλής». Ένας άλλος χρήστης έγραψε ότι «φαινόταν να θυμώνει συχνά» μετά τη χρήση του TDCS.

μια ομάδα από τη σχολή Oxford Martin στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης ζήτησε τη ρύθμιση των συσκευών που πωλούνται στο εμπόριο.

"Οποιαδήποτε συσκευή με ιατρικούς ισχυρισμούς ότι προορίζεται να επηρεάσει τη βιολογική μας λειτουργία θα πρέπει να ρυθμίζεται κατάλληλα. 

24-8-2014   https://www.bbc.com/news/health-27343047

Το να σοκάρεις τον εγκέφαλο με ήπιο ηλεκτρικό ρεύμα ήταν κάποτε μια αμφιλεγόμενη θεραπεία για τους ψυχικά ασθενείς. Τώρα προκύπτουν στοιχεία ότι θα μπορούσε να επιταχύνει τη μάθηση και να βελτιώσει την προσοχή, και  ο στρατός των ΗΠΑ ενδιαφέρεται πολύ για τις δυνατότητές του.

Η διακρανιακή διέγερση συνεχούς ρεύματος (tDCS) έχει διερευνηθεί ως πιθανή θεραπεία στην υγειονομική περίθαλψη εδώ και δεκαετίες. Στη δεκαετία του 1980, για παράδειγμα, έγινε σαφές ότι η εφαρμογή ήπιων ηλεκτρικών ρευμάτων στον εγκέφαλο θα μπορούσε να βοηθήσει ασθενείς με σοβαρή κατάθλιψη για τους οποίους τα φάρμακα δεν έκαναν τίποτα.

Ωστόσο, μόλις τη δεκαετία του 2000 οι νευροεπιστήμονες συνειδητοποίησαν ότι το tDCS μπορούσε να αλλάξει τη λειτουργία του εγκεφάλου υγιών ανθρώπων - μια ανακάλυψη που κέντρισε το ενδιαφέρον του στρατού  (για προώθηση της γνωστικής λειτουργίας)

Γι' αυτό δοκιμάζονται σήμερα αεροπόροι, προσέχοντας αεροπλάνα σε μια οθόνη. Η εργασία προφανώς περιλαμβάνει τη λήψη αποφάσεων, αλλά έχει επίσης ένα φυσικό  ‘motor’ στοιχείο : πρέπει να πατήσετε τα κουμπιά με τη σωστή σειρά και πρέπει να το κάνετε αυτό γρήγορα, για να πάρετε μια καλή βαθμολογία. 

 [χειριστής ραντάρ του Βασιλικού Ναυτικού παρακολουθεί την οθόνη του - θα μπορούσε η διέγερση του εγκεφάλου να βελτιώσει την απόδοση;..]

Το TDCS δεν είναι το μόνο εργαλείο διέγερσης του εγκεφάλου που βρίσκει ενδιαφέρον. Εκτός από τη συνεχιζόμενη εργασία για τη μαγνητική διέγερση, άλλες ομάδες εξετάζουν υπερήχους και ακόμη και φως λέιζερ, καθώς και διαφορετικές μορφές ηλεκτρικής διέγερσης, χρησιμοποιώντας εναλλασσόμενο ρεύμα, για παράδειγμα.

[Σε μη στρατιωτικά πειράματα, η παρακολούθηση της ηλεκτρικής δραστηριότητας στον εγκέφαλο με χρήση ηλεκτροδίων έχει χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της εγρήγορσης των πιλότων]

Θα μπορούσαν οι μελλοντικοί πιλότοι να αυξήσουν την προσοχή τους; 

ορισμένοι επιστήμονες αποφάσισαν να τηρήσουν σταθερή θέση αρνούμενοι να δεχθούν στρατιωτικές επιχορηγήσεις για να συνεχίσουν την έρευνα για τη διέγερση του εγκεφάλου

Οι φαρμακευτικές εταιρείες δεν ενδιαφέρονται να πληρώσουν για την έρευνα, επειδή όχι μόνο το tDCS δεν είναι φάρμακο, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις θα μπορούσε να βρίσκεται σε άμεσο ανταγωνισμό με ένα φάρμακο και μπορεί ακόμη και να έχει μεγάλα πλεονεκτήματα. Αυτά τα οφέλη, δυστυχώς, περιορίζουν τις επιλογές των ερευνητών σε δημόσιους φορείς χρηματοδότησης 

πηγή 3-6-2014  https://www.bbc.com/future/article/20140603-brain-zapping-the-future-of-war