Nová štúdia naznačuje, že krátke sedenie mozgu môže zvrátiť niektoré účinky starnutia u starších dospelých.
Táto technika ešte nie je pripravená na experimentálne použitie a nie je jasné, ako dlho výhody pretrvávajú. Autori štúdie však uviedli, že dúfajú, že ich zistenia pripravia pôdu pre zlepšenie kognície u zdravých dospelých aj u ľudí, ktorí trpia Alzheimerovou chorobou a inými typmi demencie.
„Tieto zistenia sú dôležité, pretože nám nielen poskytujú nový pohľad na mozgový základ pre pokles pracovnej pamäti súvisiaci s vekom, ale tiež nám ukazujú, že negatívne zmeny súvisiace s vekom nie sú nemenné,“ uviedol vedúci štúdie Robert Reinhart, neurovedec na Bostonskej univerzite.
Zistenia boli uverejnené dnes (8. apríla) v časopise Nature Neuroscience.
Pracovná pamäť
Reinhart a jeho spoluautor, doktorand John Nguyen, zamerali svoje štúdium na aspekt poznania nazývaný pracovná pamäť. Toto je náčrtok mozgu, uviedol Reinhart v tlačovom briefingu. Umožňuje ľuďom držať informácie aktívne počas niekoľkých sekúnd a uľahčuje tak rôzne dôležité úlohy, od vykonávania mentálnej matematiky po čítanie až po konverzáciu. Výskum ukázal, že pracovná pamäť je kľúčovou súčasťou inteligencie, povedal Reinhart novinárom.
Ale pracovná pamäť v dospelosti klesá. Pokles nie je dramatický, ale je dosť významný na to, aby starší dospelí vykonávali v priemere horšie úlohy súvisiace s pracovnou pamäťou ako mladší dospelí. Reinhart a Nguyen chceli zistiť, či dokážu prísť na to, prečo - a možno túto trajektóriu možno zmeniť.
Vedci prijali 42 dospelých vo veku 20 až 29 rokov a 42 starších dospelých vo veku 60 až 76 rokov; vedci požiadali účastníkov, aby dokončili úlohu pracovnej pamäte, zatiaľ čo ich mozgová aktivita bola monitorovaná elektroencefalogramom. Úlohou bola jednoduchá hra „nájsť rozdiely“, v ktorej účastníci videli krátko za sebou dva veľmi podobné obrázky na obrazovke a museli zistiť, čo bolo na druhom obrázku odlišné. Všetci účastníci boli zdraví, bez diagnózy demencie alebo iných kognitívnych problémov.
V niektorých reláciách účastníci túto úlohu vykonávali, zatiaľ čo ich mozog bol mierne stimulovaný neinvazívnou elektrickou metódou nazývanou transkraniálna stimulácia striedavým prúdom. Vedci pomocou elektród na temene hlavy pulzovali rytmickou elektrickou stimuláciou do prefrontálnych a časných mozgových oblastí. Komunikácia medzi týmito regiónmi na prednej a bočnej strane mozgu sa považuje za dôležitú pre pracovnú pamäť.
Posilňovač mozgu
Experiment bol dvojito slepý, takže ani účastníci ani vedci nevedeli, kedy účastníci dostávali mozgovú stimuláciu. Okrem prvotného pocitu brnenia na pokožke hlavy sa stimulácia necíti ako nič, povedal Reinhart. (Na podvádzanie účastníkov počas simulovaných relácií im vedci poskytli 30 sekúnd svetelného elektrického prúdu cez elektródy, čím napodobnili tento pocit.) Účastníci prišli na rôzne dni na svoje fingované a skutočné relácie a stimulácia trvala 25 minút.
Pred akoukoľvek stimuláciou starší dospelí vykonávali menej práce v úlohe pracovnej pamäte ako mladšia skupina. Presnosť u mladších dospelých bola v priemere okolo 90%, so skóre v rozmedzí od 80. až po takmer 100%. U starších dospelých bol priemer bližší k 80%, pričom skóre sa pohybovalo od 70. do 70. rokov.
Stimulácia túto medzeru uzavrela. Asi za 12 minút od začiatku mozgovej stimulácie začali starí dospelí vystupovať rovnako ako mladšia skupina. Toto zlepšenie pokračovalo, pokiaľ experiment trval, 50 minút po zastavení stimulácie.
„Nevideli sme účinky klesajúce na základnú líniu alebo dokonca klesajúce na základnú líniu,“ povedal Reinhart. Vedci zatiaľ experimentovali, aby zistili, ako dlho výsledky trvajú, ale výsledky z iných výskumov v oblasti stimulácie mozgu naznačujú, že účinky by mohli pretrvávať niekoľko hodín.
V následných experimentoch s ďalšími 49 staršími a mladšími dospelými výskumníkmi tiež testovali účinky stimulácie mozgu na mladých dospelých, ktorí mali najnižšie skóre pracovnej pamäte. Vedci zistili, že aj títo mladí ľudia dostali podporu.
„Myslím si, že je možné druh turbodúchadla aj normálne, zdravé kognitívne fungovanie, a to aj u mladých ľudí,“ povedal Reinhart.
Synchronizuje sa
Štúdia bola pôsobivo dokončená, uviedli Walter Paulus a Zsolt Turi, obaja klinickí neurofyziológovia z University Medical Center Göttingen v Nemecku, ktorí sa nezúčastnili výskumu. Vedci skontrolovali svoju vlastnú prácu na následných vzorkách účastníkov, čo zvyšuje dôveru v zistenia, uviedol Turi pre Live Science.
Stále však treba urobiť veľa práce, varoval Paulus. Už povedal spoločnosti Live Science, že niektoré spoločnosti predávajú zariadenia určené na stimuláciu mozgu lebkou. Ale ako ukazujú štúdie Reinhart a Nguyen, stimulácia mozgu musí byť personalizovaná. Vedci vykonali veľa prípravných prác, aby sa ubezpečili, že elektródy sú správne umiestnené a že stimulovali správnu funkciu mozgu.
"Ak sa odchýlite od protokolu, môžete skončiť bez výsledkov alebo aj s kontraproduktívnymi výsledkami," uviedol Paulus.
S ďalším výskumom však táto technika sľubuje použitie u pacientov, dodal.
Zdá sa, že stimulácia zvrátila úbytok starnutia z niekoľkých kľúčových dôvodov, uviedol Reinhart. Najprv sa úzko zamerala na prefrontálnu kôru a temporálny lalok. U mladých dospelých, ktorí používajú svoju pracovnú pamäť, tieto dve oblasti synchronizujú rytmy ich činnosti. Čím užšia je synchronizácia - nízkofrekvenčný obraz okolo 8 hertzov sa javí ako sladké miesto - tým lepšia je pracovná pamäť, povedal Reinhart.
U starších dospelých táto tesná synchronizácia mizne, čo sa zdá byť príčinou úbytku pracovnej pamäte.
To vedie k druhému kľúčovému znaku stimulácie mozgu: jeho rytmu. Vedci do týchto oblastí pulzovali striedavým prúdom prispôsobeným prirodzeným mozgovým rytmom ľudí. V podstate pulz znovu rozpráva dve oblasti.
„Synchronizujeme tieto mozgové oblasti, ktoré sú v starom veku neoddelené alebo nesúvisiace alebo menej synchronizované,“ povedal Reinhart.
Reinhart poznamenal, že mladí dospelí, ktorí mali horšiu úlohu pri práci s pamäťou, mali tiež relatívne desynchronizované chrastenie mozgu.
Nové zistenia sú východiskovým bodom, uviedol Reinhart. Vedecký tím už začal skúmať oblasti chorôb a porúch. Vedci zistili, ale zatiaľ neuverejnili dôkazy, že starší dospelí s príznakmi demencie (ale nie s úplne rozvinutou demenciou) vykazujú horšiu synchronizáciu mozgu v oblastiach s pracovnou aj dlhodobou pamäťou. To by mohlo znamenať, že technika synchronizácie mozgu by mohla byť neinvazívnou liečbou Alzheimerovej choroby a iných foriem demencie, uviedol Reinhart.
Vedci tiež zistili, že môžu stimulovať mozog rytmami, ktoré desynchronizujú mozgové oblasti.
"Je to dobré pre ďalšie klinické kroky, pretože vieme, že existujú mozgové poruchy charakterizované hypokonektivitou, ako je autizmus, schizofrénia a Alzheimerova choroba, ale potom sú tu aj poruchy charakterizované príliš veľkou mozgovou konektivitou, ako je Parkinsonova choroba a epilepsia," uviedol Reinhart. „začiatky nástroja, ktorý dokáže synchronizovať aj váš mozog viac prepojiť a desynchronizovať a váš mozog menej prepojiť.“
