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Per la prima volta, scienziati sono stati in grado di modificare il modo in cui i centri di memoria del cervello formano nuovi ricordi, secondo un nuovo studio di medicina nord-occidentale.
Lo studio ha preso di mira un’area specifica del cervello utilizzando una combinazione di scansioni cerebrali MRI e stimolazione cerebrale non invasiva, che ha migliorato la capacità del cervello di creare nuovi ricordi. Gli autori dello studio hanno usato la risonanza magnetica per misurare l’attività cerebrale dei partecipanti mentre giocavano a memoria dopo aver ricevuto la stimolazione e hanno scoperto che il loro miglioramento cerebrale è durato per almeno 24 ore dopo aver ricevuto la stimolazione.
Ricerche precedenti condotte dagli stessi scienziati della Northwestern Medicine hanno dimostrato che è possibile migliorare la memoria con la stimolazione, ma questo studio è nuovo perché ha identificato con successo come il cervello è cambiato – il suo livello di eccitabilità è aumentato – per migliorare la memoria.
“Se pensi alla rete di memoria del cervello come a generare un’unità di attività ogni volta che tenta di memorizzare un’immagine, la stimolazione cerebrale ha fatto in modo che ora lo stesso tipo di immagine generasse due unità di attività”, ha detto l’autore senior dello studio Joel Voss, professore associato presso la Northwestern University Feinberg School of Medicine. “Questo aumento di attività significa che la stimolazione ha aumentato l’eccitabilità, e questo è importante perché l’eccitabilità è un marker per una buona formazione della memoria.” Lo studio è stato pubblicato sulla rivista “Science Advances”.
I risultati dello studio approfondiscono la nostra attuale comprensione di come la memoria sia organizzata nel cervello e quindi come funziona la memoria. Le implicazioni – sebbene richiedano ancora un sostanziale ulteriore sviluppo – potrebbero dare speranza alle persone che soffrono di problemi di memoria, come quelli dovuti all’invecchiamento o al danno cerebrale.
“Essere in grado di manipolare la rete di memoria in questo modo molto specifico è certamente promettente per la capacità di intervenire nei disturbi della memoria, che si verificano per una serie di ragioni”, ha affermato Voss.
Voss ha avvertito che ci sono molti più passaggi tra il suo studio di scienze di base e un intervento clinico efficace, ma i suoi risultati indicano che si tratta di un percorso di ricerca che vale la pena perseguire.
“Il fatto che siamo in grado di utilizzare la stimolazione non invasiva per aumentare l’eccitabilità in questa rete cerebrale mirata significa che stiamo facendo fare alla rete più di ciò che naturalmente fa per riuscire nella formazione della memoria”, ha sottolineato Voss.
Voss ha utilizzato in precedenza la stimolazione cerebrale non invasiva per migliorare la memoria, ma questo studio ha aiutato a decifrare cosa stava facendo la rete di memoria in modo diverso durante la stimolazione per consentirgli di migliorare le sue prestazioni.
Quello che lo studio ha scoperto è che mentre la rete cerebrale stava subendo la stimolazione e formando una nuova memoria, l’eccitabilità nella rete cerebrale del soggetto aumentava drasticamente.
Dopo aver ricevuto TMS per diversi giorni consecutivi, i partecipanti allo studio avrebbero svolto un gioco di memoria per valutare quanto la memoria associativa fosse migliorata. Gli effetti “robusti” della stimolazione erano coerenti in quasi tutti i soggetti dello studio, ha affermato Voss.
Sebbene ci siano diversi tipi di memoria, lo studio di Voss si concentra sulla memoria contestuale associativa, che si pensa venga creata in una specifica rete posteriore dell’ippocampo. Questo tipo di memoria è una raccolta arbitraria di piccoli pezzi – una maglietta, un volto, una stanza, per esempio – che il cervello si lega per creare un’associazione coerente che può essere richiamata in seguito.
“Questo è il tipo di memoria che si pensa che l’ippocampo e questa rete di regioni pensino di fare, ed è esattamente il tipo di memoria che abbiamo testato nel nostro esperimento per determinare come il TMS abbia influenzato la capacità di questa rete di fare quel tipo di formazione della memoria”, ha spiegato Voss.
Lo studio ha incluso 32 soggetti di Chicago di età compresa tra 18 e 35 anni con memoria normale e sana e capacità cognitive. I partecipanti sono stati sottoposti a una risonanza magnetica del cervello prima di ricevere la stimolazione. Per identificare con precisione dove si trovava la rete ippocampale del partecipante allo studio, gli scienziati hanno utilizzato un sistema di posizionamento sterotassico – uno strumento di navigazione costituito da un sensore frontale, una telecamera e uno strumento pinpoint – per localizzare la posizione della testa fisica in relazione alla scansione cerebrale del partecipante dalla risonanza magnetica. Ciò ha garantito ai membri del laboratorio di Voss la somministrazione del TMS nell’area corretta del cervello del soggetto.
I partecipanti hanno quindi ricevuto 20 minuti di TMS ripetitivo sull’obiettivo di stimolazione nel loro cervello attraverso una spirale di stimolazione magnetica per cinque giorni consecutivi. Il TMS sembra un leggero picchiettare a 20 battiti al secondo, ha detto Voss.
I membri del laboratorio di Voss hanno testato la memoria dei partecipanti allo studio chiedendo loro di guardare diverse immagini e cercare di associarle o ricordare la loro posizione.
“Essenzialmente, ogni giorno nell’esperimento in cui li abbiamo testati, i soggetti avrebbero giocato al gioco della” Memoria “, dove avrebbero dovuto ricordare che una foto andava in un punto particolare o che avrebbero dovuto ricordare che due immagini sono andate insieme mentre noi ha usato la risonanza magnetica per misurare la loro attività cerebrale”, ha riferito Voss. “E la stimolazione è stata migliorare le loro prestazioni per essere in grado di giocare a quel gioco e migliorare l’attività della loro rete di memoria durante il gioco.”
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