14 лютого, 2024
Нейропротез може допомогти людям відновити пам'ять
Команда вчених із Медичної школи Університету Вейк-Форест і Університету Південної Каліфорнії продемонструвала перше успішне використання нейронного протеза для відновлення пам’яті. Революційне дослідження, проведене на основі експериментів цієї ж команди у 2018 році під керівництвом Роберта Хемпсона, професора регенеративної медицини, нейронауки та неврології в Медичній школі Університету, показало успішне впровадження системи протезування. Нейробіологи використовують власні моделі пам’яті людини, щоби полегшити здатність мозку кодувати та відтворювати події або спогади.
У попередньому дослідженні електронна протезна система команди була заснована на нелінійній математичній моделі MIMO, і науковці вплинули на схеми активації багатьох нейронів у гіпокампі, частині мозку, яка бере участь у створенні нових спогадів. У новій роботі вони створили оновлену модель процесів, які допомагають гіпокампу запам’ятовувати певну інформацію. Коли мозок намагається запам’ятати або згадати таку інформацію, як «Я вимкнув плиту?» або «Куди я поклав ключі від машини?», групи клітин працюють разом у нейронних з’єднаннях, які активуються, щоб інформація зберігалася або відтворювалася на вимогу.
Застосовуючи записи активності цих клітин мозку, дослідники створили модель декодування пам’яті (MDM), яка дозволила їм розшифрувати, яка нейронна активність використовується для зберігання конкретної інформації. Нейронну активність, розшифровану MDM, потім залучали для створення шаблону або коду, якими користувалися для застосування нейростимуляції до гіпокампу.
Нейробіологи залучили 14 дорослих людей з епілепсією, які брали участь у діагностичній процедурі картування мозку, що використовувала хірургічно імплантовані електроди, розміщені в різних частинах мозку для точного визначення походження їхніх нападів. Учасники пройшли всі хірургічні процедури, післяопераційний моніторинг і нейрокогнітивне тестування. Учені провели електричну стимуляцію MDM під час завдань візуального розпізнавання пам’яті, щоби перевірити, чи може ця стимуляція допомогти людям краще запам’ятовувати зображення. Коли використовували MDM, спостерігали значні зміни в тому, наскільки добре люди запам’ятовували речі. Приблизно у 22 % випадків була помітна різниця у продуктивності. Коли окремо розглядали учасників із порушеннями функції пам’яті, яким стимулювали обидві сторони мозку, майже 40 % із них показали значні зміни в пам’яті. Кінцева мета – створити втручання, яке може відновити функцію пам'яті, втрачену через хворобу Альцгеймера, інсульт або травму голови. Хоча необхідні додаткові дослідження, учені знають, що стимуляція на основі MDM може використовуватися для покращення пам’яті.
Джерело: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fncom.2024.1263311/full