Стимуляция гиппокампа: Закрытая стимуляция улучшает память

Содержание

Закрытая стимуляция улучшает память

Ученые из США выяснили, что стимуляция височных долей головного мозга способствует улучшению памяти и восстановлению функций нервной системы. Статья с исследованием опубликована в журнале Nature Communications.

Механизмы памяти и стимуляции

У человека, как и у компьютера, есть два вида памяти: «оперативная», то есть кратковременная, и «жесткий диск» — долгосрочная память. В отличие от кремниевого собрата, наш мозг умеет переводить то, что захвачено кратковременной памятью, в долговременный резерв, проще говоря — запоминать.

За эту функцию отвечает гиппокамп — парный отдел мозга, расположенный в медиальных височных отделах полушарий. Если знать, какие из нейронных связей участвуют в процессе запоминания, то потом их можно стимулировать и тем самым помочь мозгу.

Стимуляция бывает двух видов: открытая и закрытая. Открытая стимуляция включает в себя электромагнитные импульсы в нужные участки мозга на высоких частотах, а закрытая — ответные импульсы на нейронную активность. Больше всего распространен открытый тип, и именно он используется в исследованиях по улучшению памяти.

Новый метод

Авторы исследования решили проверить, сможет ли закрытая стимуляция улучшить память при запоминании текста. Для этого они собрали группу из 25 пациентов, страдающих эпилепсией, у которых на коре головного мозга установлены электроды для мониторинга приступов.

Для начала всем пациентам дали короткие отрывки текста на запоминание, разбавленные отвлекающими арифметическими примерами. По условиям, участники должны были запомнить участки текста, потом решить примеры, а затем вспомнить то, что запоминали. Благодаря этому эксперименту, ученые вычислили активность височных долей, которая была связана с успешным или не очень запоминанием слов.

Следующим шагом была закрытая стимуляция в ответ на нейронную активность при запоминании. Как показали результаты — после стимуляции гиппокампа участники запоминали текст на 15 % лучше.

У этого исследования два важных последствия. Первое: роль гиппокампа и височных долей мозга в процессе запоминания однозначно подтверждается. Второе: стимуляция закрытого типа может помочь людям с расстройствами памяти.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Техническая система для стимуляции полей памяти мозга и гиппокампа в целях реабилитации в послеинсультный период Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

УДК: 615.849.11

Д. В. Белик, Н. А. Дмитриев, С. А. Пустовой, М. С. Зиневская

Техническая система для стимуляции полей памяти мозга и гиппокампа в целях реабилитации в послеинсультный период

Ключевые слова: стимуляция гиппокампа, восстановление кратковременной памяти, восстановление долговременной памяти, восстановление пространственной памяти, послеинсультный период, аудиоцветосветовоздействия. Keywords: stimulation of hippocamp, restore the short-time memory, restore the long-time memory, restore the spatial memory, period after stroke, auditory-color-visual stimulation.

В статье предложены технические средства и способы стимуляции полей памяти мозга и его гиппокампа для восстановления систем накопления новой информации, долговременной памяти в послеинсультный период и возможного лечения рисков развития болезни Альцгеймера светоцветоаудиовоздействием.

Введение

Как известно, долговременная память распределена в объединенных нейронах коры головного мозга. Качественные характеристики объединений нейронов отличаются от характеристик отдельных нейронов. Это позволяет предполагать, что от таких объединений нейронов зависит долговременная и пространственная память.

Кратковременная память, т. е. запоминание череды объектов, слов, ощущений, трансформируется в долговременную через гиппокамп. При инсультах или болезни Альцгеймера часто поражаются нейронные поля коры головного мозга и нейроны гиппокампа. Поэтому для восстановления полей памяти и снижения риска поражения нейронов в гиппокампе были предложены техническая система и способы воздействия на системы мозга свето-цветоаудиовоздействием с частотой приближенной к а, в, А, в-ритмам.

Постановка задачи

Учитывая актуальность восстановления памяти в послеинсультный период и оценки динамики при болезни Альцгеймера и основываясь на теоретических предпосылках, о которых было сказано выше, возникла необходимость разработки технической

системы для стимуляции полей памяти мозга и гиппокампа в целях реабилитации в послеинсульт-ный период и лечения болезни Альцгеймера.

Теория

Возможность стимуляции объединений нейронов в коре головного мозга и нейронов гиппокам-па в целях поэлементного восстановления образов долговременной памяти, корректировки системы накопления новой информации в послеинсульт-ный период и лечения рисков болезни Альцгеймера в начальной стадии светоцветоаудиовоздействием обусловлена тем, что около 60 % нейронов гиппо-кампа и нейронов коры головного мозга восприимчивы к светоцветоаудиовоздействиям определенной частоты и интенсивности. Для большей восприимчивости систем головного мозга частоты светоц-ветоаудиовоздействия должны быть приближены к а, в, А, в-ритмам. При этом благодаря бинарности рецепторных систем восприятия через глаза, уши можно применить систему бинауральных воздействий с разницей частот приближенности к вышеуказанным ритмам. Цветовоздействие должно подаваться одной частоты и интенсивности на оба глаза.

Как известно, нейроны мозга настроены на ряд определенных частот, подобно резонансным, и интенсивность звука. Нейрон зрительной системы через зрительный перекрест формирует в каждом полушарии зрительный образ с обоих глаз. Цвето-воздействие затрагивает глубинные процессы в коре головного мозга, что позволяет стимулировать восстановление образов памяти по небольшому количеству выборок спектров цвета.

Из четырех видов памяти — сенсорной, словесно-логической, эмоциональной и образной, — были выбраны образная и словесно-логическая. По ним

можно оценить тенденции положительного восстановления полей памяти коры головного мозга после воздействий с оценкой по таблицам сочетаний цифр, слов, сочетаний слов. Особо нужно отметить возможности оценки восстановления памяти больного в послеинсультный период и оценки динамики развития заболевания при болезни Альцгеймера.

Реализация

Для проведения исследований по возможности стимуляции объединений нейронов коры головного мозга была разработана система, схема которой изображена на рис. 1.

Технические характеристики биотехнической системы Частотный диапазон световоздействий, Гц . . 1 до 60

Частотный диапазон аудиовоздействий, Гц….. 100—2000

Интенсивность аудиовоздействия, не более, дБ. . . 70

Цветовоздействие………………….. Красный,

зеленый и синий цвета

Интенсивность, не менее, люкс ………… 300—350

Рис. 1

Результаты экспериментов

С помощью технической системы для стимуляции полей памяти мозга и его гиппокампа был проведен ряд экспериментов. Нужно отметить, что все добровольцы — это относительно здоровые люди.

Изначально у 5 добровольцев-испытуемых с помощью энцефалографа были сняты энцефалограммы, зарегистрированы в-ритмы у 2 человек, а-ритмы — у 2 человек, Д-ритмы — у 1 человека, (табл. 1).

Далее с помощью блока генераторов 2 (см. рис. 1) технической системы через излучатели 6 и 7 выставлялись аудиовоздействия на оба уха с разницей частот /2′ — /{ для получения бинаурального эффекта 0, 1 и 2 Гц, относительно замеренного в таблице Р-ритма конкретного испытуемого (табл. 2).

Дополнительно выставлялись частоты свето-цветовоздействий с разницей частоты на 0, 1 и 2 Гц, с определенным цветом. Все варианты комбинированного воздействия разделены по трем параметрам. Первый — это частота аудиовоздействия, где /2 — частота воздействия звуком на правое ухо, /1 — частота воздействия звуком на левое ухо. Второй — это частота световоз действия, где /2 — частота воздействия светом на правый глаз, /’ — частота воздействия светом на левый глаз. Третий — это цвет воздействия. Все параметры отображены в табл. 3—17.

Таблица 1 1

Испытуемый Ритм Частота, Гц

1 в 15,9

2 16,2

3 а 10,50

4 10,7

5 Д 1,8

Таблица 2 1

Испытуемый Частоты аудиовоздействий, Гц

1 440-455,9 440-456,9 440-457,9

2 440-456,2 440-457,2 440-458,2

3 440-450,5 440-451,5 440-452,5

4 440-450,7 440-451,7 440-452,7

5 440-441,8 440-442,3 440-442,8

Техническая система стимуляции полей памяти: 1 — блок генераторов свето- и цветовоздействий; 2 — блок генераторов аудиовоздействий; 3 — блок управления и синхронизации воздействий; 4, 5 — излучатели свето-и цветовоздействия; 6, 7 — излучатели аудиовоздействия

Таблица 31

Частоты аудио-воздействий /2- /1, Гд Частоты световоздействий /2 — /1, Гц Цвет воздействия

440-455,9 4-19,9 Красный

440-456,9 4-20,9

440-457,9 4-21,9

биотехносфера

| № Б(42)/2015

Таблица 41

Частоты аудио-воздействий /2′-/1, Гц Частоты световоз-действий / -/, Гц Цвет воздействия

440-455,9 4-19,9 Синий

440-456,9 4-20,9

440-457,9 4-21,9

Таблица 5 Щ

Частоты аудио-воздействий /2′- /1, Гц Частоты световоз-действий /2 — /1, Гц Цвет воздействия

440-455,9 4-19,9 Зеленый

440-456,9 4-20,9

440-457,9 4-21,9

Таблица 61

Частоты аудио-воздействий /2′- /1, Гц Частоты световоз-действий /2 — /1 , Гц Цвет воздействия

440-456,2 4-20,2 Красный

440-457,2 4-21,2

440-458,2 4-22,2

Таблица 7 Щ

Частоты аудио-воздействий /2′- /{, Гц Частоты световоз-действий /2 — /1 , Гц Цвет воздействия

440-456,2 4-20,2 Синий

440-457,2 4-21,2

440-458,2 4-22,2

Таблица 81

Частоты аудио-воздействий /2′- /1, Гц Частоты световоз-действий /2 — /1 , Гц Цвет воздействия

440-456,2 4-20,2

440-457,2 4-21,2 Зеленый

440-458,2 4-22,2

Таблица 91

Частоты аудио-воздействий /2′- /1, Гц Частоты световоз-действий /2 — /1 , Гц Цвет воздействия

440-450,5 4-14,5

440-451,5 4-15,5 Красный

440-452,5 4-16,5

Таблица 111

Частоты аудио-воздействий /2- /1, Гц Частоты световоз-действий /2 — /1 , Гц Цвет воздействия

440-450,5 4-14,5 Зеленый

440-451,5 4-15,5

440-452,5 4-16,5

Таблица 12 Ж

Частоты аудио-воздействий /2′- /1, Гц Частоты световоз-действий /2 — /1 , Гц Цвет воздействия

440-450,7 4-14,7 Красный

440-451,7 4-15,7

440-452,7 4-16,7

Таблица 131

Частоты аудио-воздействий /2′- /1, Гц Частоты световоз-действий /2 — /1 , Гц Цвет воздействия

440-450,7 4-14,7 Синий

440-451,7 4-15,7

440-452,7 4-16,7

Таблица 141

Частоты аудио-воздействий /2- /1, Гц Частоты световоз-действий /2 — /1 , Гц Цвет воздействия

440-450,7 4-14,7 Зеленый

440-451,7 4-15,7

440-452,7 4-16,7

Таблица 151

Частоты аудио-воздействий /2′- /1, Гц Частоты световоз-действий /2 — /1 , Гц Цвет воздействия

440-441,8 4-5,8

440-442,3 4-6,3 Красный

440-442,8 4-6,8

Таблица 161

Частоты аудио-воздействий /2′- /1, Гц Частоты световоз-действий /2 — /1 , Гц Цвет воздействия

440-441,8 4-5,8

440-442,3 4-6,3 Синий

440-442,8 4-6,8

Таблица 101

Частоты аудио-воздействий /2′- /1, Гц Частоты световоз-действий /2 — /1 , Гц Цвет воздействия

440-450,5 4-14,5 Синий

440-451,5 4-15,5

440-452,5 4-16,5

Таблица 171

Частоты аудио-воздействий /2′- /1, Гц Частоты световоз-действий /2 — /1 , Гц Цвет воздействия

440-441,8 4-5,8 Зеленый

440-442,3 4-6,3

440-442,8 4-6,8

В итоге были сняты топограммы с помощью энцефалографа при комбинированных воздействиях. Всего было получено 45 топограмм. Характерные из них показаны на рис. 2-10.

Для оценки активности нейронных полей памяти коры головного мозга был введен коэффициент стимуляции Кст как соотношение общей площади

коры головного мозга Й2 и наиболее активной стимулированной части мозга

Кст =

Результаты экспериментов показали, что активность мозга при оценке по коэффициентам

Бета 1

Альфа

Рис. 2

Топограмма, полученная в эксперименте при стимуляцией зеленым цветом с разницей частот 17,9 Гц

Рис. 5

Топограмма, полученная в эксперименте при стимуляцией зеленым цветом с разницей частот 17,9 Гц

Бета 1

Альфа

Рис. 3

Топограмма, полученная в эксперименте при стимуляцией красным цветом с разницей частот 17,2 Гц

Рис. 6 Топограмма, полученная в эксперименте

при стимуляцией зеленым цветом с разницей частот 10,5 Гц

Бета 1

Альфа

Рис. 4

Топограмма, полученная в эксперименте

при стимуляцией синим цветом с разницей частот

16,2 Гц

Рис. 7

Топограмма, полученная в эксперименте при стимуляцией зеленым цветом с разницей частот 11,5 Гц

биотехносфера

| № БС42)/20!5

Клиническая медицина

Дельта

Рис. 8

Топограмма, полученная в эксперименте при стимуляцией красным цветом с разницей частот 10,7 Гц

Дельта

Рис. 9

Топограмма, полученная в эксперименте при стимуляцией красным цветом с разницей частот 1,8 Гц

Дельта

Рис. 10

Топограмма, полученная в эксперименте при стимуляцией красным цветом с разницей частот 2,3 Гц

стимуляции изменяется индивидуально для каждого участника (табл. 18—22)

В результате экспериментов получены следующие результаты.

1. Максимальное стимулирование достигается при разнице частот аудио- и световоздействий, равной частоте Р-ритма со значениями 17,9, 18,2, 17,2,

Таблица 191 Испытуемый 2

Разность частот, Гц Цвет Кст, %

16,2 Красный 5

17,2 Красный 20

18,2 Красный 26

16,2 Синий 11

17,2 Синий 22

18,2 Синий 20

16,2 Зеленый 10

17,2 Зеленый 8

18,2 Зеленый 18

Таблица 201 Испытуемый 3

Разность частот, Гц Цвет Кст, %

10,5 Красный 7

11,5 Красный 7

12,5 Красный 8

10,5 Синий 1

11,5 Синий 2

12,5 Синий 3

10,5 Зеленый 7

11,5 Зеленый 7

12,5 Зеленый 5

Таблица 211 Испытуемый 4

Разность частот, Гц Цвет Кст, %

10,7 Красный 7

11,7 Красный 14

12,7 Красный 16

10,7 Синий 8

11,7 Синий 12

12,7 Синий 21

10,7 Зеленый 7

11,7 Зеленый 8

12,7 Зеленый 9

Таблица 181 Испытуемый 1

Разность частот, Гц Цвет Кст, %

15,9 Красный 8

16,9 Красный 14

17,9 Красный 16

15,9 Синий 8

16,9 Синий 12

17,9 Синий 15

15,9 Зеленый 3

16,9 Зеленый 22

17,9 Зеленый 36

Таблица 221 Испытуемый 5

Разность частот, Гц Цвет Кст, %

1,8 Красный 9

2,3 Красный 5

2,8 Красный 7

1,8 Синий 5

2,3 Синий 6

2,8 Синий 9

1,8 Зеленый 6

2,3 Зеленый 8

2,8 Зеленый 28

16,9 Гц, при зеленом, красном и синем цветах воздействия, Кст = 20—36 %.

2. На частоте воздействия альфа-ритма при значении 12,7 Гц синим цветом достигался максимальный коэффициент стимуляции Кст = 21 %.

3. В экспериментах, проводимых с а-ритмом, максимальная активность мозга была зарегистрирована при стимуляции частотой с постепенным сдвигом на 1 и 2 Гц. Максимальную активность вызывают цветовые композиции с преобладанием красного цвета — как для а, так и для Р-стимуляции.

4. На частоте воздействия Д-ритма при значении 2,8 Гц зеленым цветом достигался максимальный коэффициент стимуляции Кст = 28 %.

Выводы и заключения

В результате около 100 проведенных экспериментов можно сделать следующие выводы:

1) постепенное увеличение разницы частот при аудио-, свето- и цветовоздействии увеличивает активность объединений нейронов коры головного мозга;

2) цветовоздействие: наиболее стимулирующими являются зеленый и синий цвета;

3) уровень амплитуды Р-ритма после проведенных экспериментов вырастает на 20—30 %;

4) память после стимуляции улучшается на 15— 20 %.

Дополнительно необходимо отметить, что требуется продолжать эксперименты по работе в лечебном учреждении с добровольцами-больными, пострадавшими от инсульта, а также эксперименты со стимуляцией гиппокампа и объединений нейронов коры головного мозга на частотах, близких к 6-ритмам.

Литература

1. Исследование путей аудиоцветовизуальной стимуляции полей памяти мозга в послеинсультный период / Д. В. Бе-лик, Н. А. Дмитриев, С. А. Пустовой // Актуальные проблемы электронного приборостроения (АПЭП—2014) = Actual problems of electronic instrument engineering (APEIE—2014) : тр. 12-й междунар. конф., Новосибирск, 2-4 окт. 2014 г. : в 7 т. Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2014. Т. 5. С. 120-124.

2. Izumi Fukunaga, Jan T. Herb, Mihaly Kollo, Edward S. Boy-den, Andreas T. Schaefer. Nature Neuroscience: published online 6 July 2014; corrected online 22 July 2014.

3. Miles Wischnewski, Dennis J.L.G. Schutter. Brain Stimulation: Received 11 December 2014 published 20 March 2015; http://dx.doi.org/10.1016/j.brs.2015.03.004 — Efficacy and Time Course of Theta Burst Stimulation in Healthy Humans. P. 1-8.

4. Матрусов С. Г., Семенов В. С., Федотчев А. И. Аудиовизуальные воздействия на основе обратной связи от ЭЭГ пациента в лечении стресс-вызванных расстройств //Вестн. новых медицинских технологий. 2007. Т. XIV, № 1. С. 202.

5. DeAnna L. Timmermann, Joel F. Lubar, Howard W. Rasey, Jon A. Frederic. International Journal of Psychophysiology: Received 22 April 1998; received in revised form 1 December 1998; accepted 1 December 1998 — Effects of 20-min audio-visual stimulation AVS at dominant alpha frequency and twice dominant alpha frequency on the cortical EEG. P. 55-61.

6. Jon A. Frederick M.S, Joel F. Lubar, Howard W. Rasey, Sheryl A. Brim & Jared Blackburn B. A. Journal of Neuro-therapy: Investigations in Neuromodulation, Neurofeedback and Applied Neuroscience: published 09 November 2014 — Effects of 18.5 Hz Auditory and Visual Stimulation on EEG Amplitude at the Vertex. P. 23-28.

[7] Методы исследования структуры и функционального состояния головного мозга = Methods for studying of the structure and the functional state of the brain / В. И. Гу-жов, А. А. Винокуров // Автоматика и программная инженерия = Automatics & Software Enginery. 2014. № 3 (9). С. 80-88.

биотехносфера

| № Б(42)/2015

Стимуляция мозга полностью остановила припадки эпилепсии у мышей

Результат от лечения оставался стабильным в течение нескольких недель и не вызывал привыкания. Это многообещающая надежда для тысяч пациентов с височной эпилепсией, многим из которых не помогают ни лекарства, ни даже хирургическое вмешательство.

Ученые из Фрайбургского университета (Германия) изучали эффект низкочастотной стимуляции на моделях мышей с височной эпилепсией, пишет NeuroScience. Многие пациенты с этим заболеванием не получают эффекта от существующих лекарств, поэтому им показано удаление пораженных участков мозга хирургическим путем — сложная операция с рисками тяжелых последствий. Но даже в этом случае только треть пациентов достигает значимого результата.

В поисках эффективной альтернативы команда применила стимуляцию гиппокампа, который считается очагом эпилептической активности, с частотой в 1 Гц. Для достижения максимальной точности ученые дополнительно вводили в клетки светочувствительную молекулу. Лечение проводилось в течение часа каждый день, курс терапии занял несколько недель.

Наблюдения показали, что ритмичная активация пораженного гиппокампа полностью подавляла эпилептическую активность и предотвращала ее распространение.

Важно подчеркнуть, что стимуляция мозга за полчаса до провоцирующего припадок воздействия успешно его предотвращала.

Затем ученые обнаружили, что эффект от лечения достигался за счет многократной активации гранулярных клеток в гиппокампе. Дальнейшие эксперименты подтвердили это явление: гранулярные клетки были менее возбудимы на фоне стимуляции мозга, что в результате снижало вероятность припадка.

Экспериментальная терапия не вызывала привыкания и оставалась стабильной в течение нескольких недель.

Ученые называют результаты многообещающими для контроля эпилепсии у людей. Однако пока они продолжают доклинические исследования, чтобы подробнее изучить влияние стимуляции на другие отделы мозга и, возможно, повысить эффективность терапии.

В настоящее время схожими исследованиями занимается команда из Джорджтаунского университета, которая намерена разработать «карту эпилепсии» головного мозга, чтобы точно понимать, какие области необходимо стимулировать.

Между тем группа европейский ученых ранее представила генную терапию, которая эффективно подавляла припадки височной эпилепсии у животных в течение нескольких месяцев.

Активация внутренних ресурсов мозга может помочь в лечении эпилепсии

Иллюстрация пресс-службы МФТИ, автор Елена Хавина

Учёные из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН и МФТИ в своей работе показали, что эпилептическая активность ослабевает, либо полностью блокируется, если подопытным животным вводятся препараты, активирующие деятельность эндоканнабиноидной системы мозга. Результаты опубликованы в журнале Brain Research.

Эпилепсия — одно из самых распространённых хронических неврологических заболеваний человека, проявляющееся в возникновении повторных судорожных приступов. В зависимости от того, в какой части мозга находится судорожный очаг, в медицине выделяют разные виды эпилепсии. Если такой очаг локализуется в височной доле, то развивается так называемая височная эпилепсия. Учёные из Лаборатории системной организации нейронов ИТЭБ РАН и МФТИ обнаружили эффективный способ защиты височной доли мозга от патологических изменений при развитии эпилепсии.

В настоящее время не существует надёжных способов для лечения височной эпилепсии. У части пациентов, получающих фармакологические препараты, мозг становится заторможенным, а примерно треть из них являются фармакорезистентными, то есть не поддаются лечению. При тяжёлых формах височной эпилепсии и резистентности к лечению больным удаляют гиппокамп, — центр формирования судорожного очага. Гиппокамп — это парная структура, расположенная в височных отделах полушарий головного мозга. Эта часть мозга отвечает за формирование краткосрочной памяти и последующий её перевод в долгосрочную. После удаления гиппокампа пациент становится полностью неспособным к запоминанию новой информации. В связи с этим исследователи постоянно ищут новые пути защиты гиппокампа от патологических событий, приводящих к развитию эпилепсии.

Биологи смоделировали развитие височной эпилепсии у морских свинок, используя нейротоксин, вызывающий при введении в организм животных так называемый эпилептический статус. Чтобы исследовать процессы, происходящие после этого в височных долях мозга, в гиппокамп и связанные с ним области вживляли электроды для регистрации активности при эпилептическом статусе и во время эпилептогенеза.

«Мы показали, что эпилептический статус и последующий эпилептогенез могут значительно ослабевать, либо полностью блокироваться, если подопытным животным вместе с эпилептогеном вводить препараты, активирующие деятельность эндоканнабиноидной системы мозга», — рассказала Валентина Кичигина, заведующая лабораторией системной организации нейронов ИТЭБ РАН, доктор биологических наук.

Термином «каннабиноиды» принято обозначать химические соединения, содержащиеся в конопле, а также их синтетические аналоги. В 1992 году Рафаэль Мешулам показал, что головной мозг вырабатывает свою жирную кислоту, позднее Дэниел Пьомелли и Нефи Стелла из Калифорнийского университета обнаружили ещё один липид с такими же свойствами. Эти два соединения и представляют собой главные эндогенные каннабиноиды головного мозга. Эндогенная каннабиноидная система поддерживает гомеостаз мозга, модулирует высвобождение возбуждающих и тормозящих нервную систему веществ. Она участвует также в регуляции иммунной системы организма. Ученые продемонстрировали, что введение веществ, активизирующих эндоканнабиноидную систему, приводит к нормализации электрической активности в мозге. Значительно снижается дисбаланс в деятельности гиппокампа и медиальной септальной области; исчезает высокочастотный патологический ритм в гиппокампе.

«Блестящие результаты были получены и при исследовании ткани гиппокампа, полученной из мозга лабораторных животных,—рассказывает Валентина Кичигина. — Любовь Шубина, молодой научный сотрудник нашей лаборатории, с помощью специальной программы подсчитывала количество интактных клеток в срезах гиппокампа. Оказалось, что после введения препаратов, активирующих эндоканнабиноидную систему, гиппокамп оставался практически неповреждённым. За эту работу Любовь Шубина получила премию президента РФ».

В работе было особенно важно выявить и зафиксировать изменения с помощью объективных показателей. Оказалось, что эндоканнабиноиды воздействуют комплексно на различные структуры мозга, и порой это происходит в противоположных направлениях. «Поэтому было важно применить современные методы математической обработки данных и доказать сначала самим себе, а затем и рецензентам статьи, что наши методы обработки адекватны, а результаты статистически значимы», — рассказал Рубин Алиев, ведущий научный сотрудник ИТЭБ РАН, профессор кафедры информатики МФТИ, доктор физико-математических наук.

Наблюдаемые исследователями улучшения в состоянии тканей гиппокампа у лабораторных животных с моделью височной эпилепсии, а также нормализация электрической активности мозга после стимуляции эндоканнабиноидной системы позволяют думать о разработке новых подходов для лечения эпилепсии. Кроме того, эта работа демонстрирует терапевтический потенциал воздействия на эндогенную каннабиноидную систему при лечении других патологий мозга, вызванных нейротоксическим повреждением.

Работа поддержана грантами РФФИ, № 14-44-03607, 15-04-05463, 16-34-00457, а также грантом президента РФ НШ 850.2012.4.

Разработан метод неинвазивной глубокой стимуляции мозга

Прицельная стимуляция гиппокампа мыши (подсвечен)

N. Grossman et al. / Cell, 2017

Американские ученые разработали и успешно испытали на животных метод глубокой электростимуляции мозга без имплантации в него электродов. Результаты работы опубликованы в журнале Cell.

Электростимуляция глубоких структур мозга все чаще находит клиническое и экспериментальное применение в терапии болезни Паркинсона, обсессивно-компульсивного расстройства и многих других неврологических нарушений. В настоящее время она требует имплантации электродов с проводами в определенный отдел мозга, что подразумевает нейрохирургическое вмешательство и сопряжено с риском осложнений (например, инфекции, инсульта или смещения электрода). Для неинвазивной стимуляции применяют чресчерепную магнитную стимуляцию. Она подходит для воздействия только на поверхностные отделы мозга, поскольку стимуляция глубоких структур с ее помощью будет затрагивать всю толщу мозга, что неприемлемо.

В основу разработки неинвазивной глубокой стимуляции мозга сотрудниками Массачусетского технологического института (MIT) и Гарвардского университета лег тот факт, что нейроны реагируют на электрические сигналы только ограниченного диапазона частот, причем частоты эти относительно невелики. При этом, по законам физики, если два электрических поля, незначительно отличающихся по частоте, накладываются друг на друга, их интерференция в области наложения приведет к образованию электрического сигнала с частотой, равной разнице частот этих полей. Следовательно, если под определенными углами подать на мозг электрические поля с частотами, например, 2000 и 2010 герц (которые нейронами не воспринимаются), в области их наложения возникнет электрический сигнал с частотой 10 герц, который будет стимулировать нейроны в этой области. Подбирая направления и частоты исходных полей можно фокусировать стимуляцию на заданной глубокой структуре мозга, не затрагивая остальные его отделы. Авторы назвали эту методику временнόй интерференцией (temporal interference, TI) электрических полей.

Принцип действия метода

N. Grossman et al. / Cell, 2017

После компьютерного моделирования действия методики исследователи испытали ее на модели мозга — пластиковом сосуде с сетью электродов, погруженной в солевой раствор. Определив оптимальные настройки полей, они перешли к экспериментам на животных.

Используя TI, ученым удалось прицельно активировать нейроны гиппокампа, расположенного в толще полушарий мозга, не влияя на другие мозговые структуры. На следующей стадии опытов они смогли «наводить» TI на различные моторные структуры мозга, изменяя соотношение силы тока высокочастотных электрических полей без перемещения электродов по поверхности головы животных. Подобной стимуляцией исследователям удалось управлять движениями передних лап, ушей и усов мышей, находящихся под наркозом.

В ходе испытаний методики не было зарегистрировано выраженных побочных эффектов, таких как повышение температуры мозга, судороги, а также признаки воспаления, повреждения ДНК или гибели клеток в области стимуляции.

На нынешнем этапе разработки прицельная точность стимуляции методом TI ниже, чем при имплантации электродов. Ученые рассчитывают повысить ее увеличением числа интерферирующих электрических полей. Тем не менее, сотрудники MIT уже приступили к испытаниям новой методики на здоровых добровольцах после получения одобрения комиссией института по биоэтике.

По мнению разработчиков, метод TI может найти применение в терапии многих двигательных и аффективных неврологических расстройств.

Спектр практических и экспериментальных применений различных типов стимуляции мозга постоянно расширяется. Так, например, с ее помощью ученым удалось ускорить кратковременную память здоровых людей и улучшить ее у пациентов с шизофренией, помочь людям ориентироваться в виртуальном лабиринте, отрегулировать уровень полового влечения и повысить честность.

Олег Лищук

Глубокая стимуляция мозга влияет на память

Ученые из США провели эксперимент по глубокой стимуляции (DBS) задней поясной извилины у пациентов с эпилептическими припадками. Оказалось, что стимуляция в процессе запоминания слов приводила к ухудшению запоминания, причем изменения мозговой активности обнаружились даже в гиппокампе. Исследование, опубликованное в журнале Journal of Neuroscience, демонстрирует, что при помощи глубокой стимуляции мозга можно влиять на процессы памяти. А также впервые показывают роль извилины в процессах кодирования памяти.

Расположение электродов для DBS (красная точка)) и записи активности мозга

Недавние эксперименты по нейровизуализации выявили активную роль задней поясной извилины в процессах эпизодической памяти. Однако, причинно-следственная связь между этим регионом мозга и процессом запоминания отсутствовала.

В процессе эксперимента пациентам с эпилептическими припадками (17 человек) проводили глубокую стимуляцию задней поясной коры в процессе запоминания списка слов. Помимо этого велась запись электрической активности (методом стереотаксической ЭЭГ) соседних областей мозга: например, гиппокампа.

Исследователи пришли к выводам, что стимуляция при кодировании (запоминании) списка слов приводила к ухудшению памяти, и при этом увеличивалась мощность гамма-диапазона гиппокампа (амплитуда гамма-волн).

Оказалось, что гамма-индуцированная стимуляция стала предиктором снижения памяти. И это помогло установить функциональную связь между гиппокампом и задней поясной извилиной, по которой можно предсказывать степень стимулирующего влияния на память.

Результаты эксперимента впервые показывают роль этого региона в процессах кодирования эпизодической памяти. Таким образом, стимуляция области непосредственно влияет на деятельность гиппокампа и приводит к изменению поведения. Измерение коннективности (связности) между этими областями функциональной сети могут стать полезными для прогнозирования поведенческих эффектов стимуляции.

Когнитивные нарушения и потеря памяти – это критические проблемы существования человека. И авторы считают, что их работа имеет важное значение для разработки терапии при ухудшении памяти и других когнитивных нарушенях при помощи метода глубокой стимуляции мозга.

Текст: Мария Богданова

Stimulation of the posterior cingulate cortex impairs episodic memory encoding by Vaidehi S. Natu, Jui-Jui Lin, Alexis Burks, Akshay Arora, Michael D. Rugg and Bradley Lega.Journal of Neuroscience.

doi:10.1523/JNEUROSCI.0698-19.2019

Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте, Яндекс-Дзен, Одноклассниках и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Наука советует: хотите вспомнить — бегите | Научные открытия и технические новинки из Германии | DW

Информацией о том, что физическая активность укрепляет организм и является неотъемлемой частью здорового образа жизни, никого не удивишь. Это как бы совершенно очевидно. Но то, что гиподинамия негативно отражается на работе головного мозга и что у людей, предпочитающих проводить досуг на диване, а не в фитнес-клубе, врачи раньше и чаще диагностируют возрастное ослабление памяти, кажется неожиданным — по крайней мере, на первый взгляд. Теперь же американские ученые прояснили механизм этой взаимосвязи, что дает надежду на терапию деменции — во всяком случае, на ее ранней стадии.

Морской конек в голове

Участок головного мозга, играющий ключевую роль в консолидации памяти, науке известен давно: это гиппокамп, парная структура, расположенная в медиальных височных отделах полушарий. Своим названием гиппокамп обязан удивительному сходству с широко известной забавной рыбкой «морской конек», именуемой по латыни hippocampus (от греческого hippos — «конь» и campos — «морское чудище»).

Науке известно также, что старческое ослабление памяти и когнитивных способностей сопровождается весьма значительными изменениями гиппокампа, — говорит Кирк Эриксон (Kirk Erickson), профессор психологии Питтсбургского университета, штат Пенсильвания: «В среднем эта структура по достижении человеком определенного возраста всегда начинает уменьшаться в размерах. Но степень этих изменений может очень сильно варьироваться. У одних гиппокамп оказывается весьма стабильным, у других он стремительно съеживается. А зависит это, как оказалось, от индивидуальной физической активности человека».

Выносливость — это вам не растягивание!

Для того, чтобы выяснить, можно ли путем регулярных физических упражнений заставить гиппокамп снова расти у пожилых людей, никогда прежде спортом не занимавшихся, ученый набрал 120 добровольцев в возрасте от 55 до 80 лет. Все они вели малоподвижный образ жизни и страдали возрастными нарушениями памяти. Профессор Эриксон поясняет: «Мы разбили их на две группы — одну тренировочную и одну контрольную. Тренировочная группа являлась трижды в неделю к нам в лабораторию и совершала в умеренном темпе 40-45-минутную пробежку на беговой дорожке тренажера. Это была приличная нагрузка, но никому не приходилось выбиваться из сил, пот ни с кого градом не лил.

Продолжалось все это год. Контрольная группа тоже наведывалась к нам в лабораторию три раза в неделю, но с ней мы занимались лишь легкими упражнениями на растягивание. Из проведенных ранее исследований мы знали, что упражнения на растягивание — в отличие от упражнений на выносливость — не оказывают оздоровляющего и стимулирующего воздействия на мозговую активность».

Бегай и наращивай гиппокамп!

Используя ядерную магнитно-резонансную томографию, ученые на протяжении всего года следили за тем, как изменяется размер гиппокампа у всех участников проекта. «В ходе данного конкретного исследования мы обнаружили, что спорт, повышающий выносливость, стимулирует рост гиппокампа, — говорит профессор Эриксон. — Я думаю, это очень важно знать: регулярная двигательная активность не только предотвращает деградацию гиппокампа, но и может уже начавшуюся деградацию этой структуры повернуть вспять».

Ключевую роль в этом процессе играет, судя по всему, один из факторов роста, поддерживающий образование новых нервных клеток. Это фактор роста ученые обнаружили в крови своих подопытных. Причем у добровольцев, входивших в тренировочную группу, повышение концентрации фактора роста прекрасно соотносилось с увеличением размера гиппокампа. А увеличение гиппокампа, в свою очередь, положительно отразилось на памяти и когнитивной способности участников исследования. «Мы обнаружили, что функция памяти у наших подопытных в процессе тренировок на выносливость действительно заметно улучшилась, — говорит профессор Эриксон, — причем это улучшение очень точно коррелировало со степенью увеличения размера гиппокампа».

Вывод очевиден, считает ученый: пожилые люди, желающие восстановить начавшую слабеть память, должны три раза в неделю совершать 45-минутные прогулки быстрым шагом — это взбодрит их стареющий мозг.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман

Электрическая стимуляция гиппокампа и энторинальной коры головного мозга ухудшает пространственную и временную память

. 2018 9 мая; 38 (19): 4471-4481. DOI: 10.1523 / JNEUROSCI.3049-17.2018. Epub 2018 10 апр. Абхинав Гоял ¹, Джонатан Миллер ¹, Эндрю Дж. Уотроус ¹, Санг А Ли ², Том Коффи ³, Майкл Сперлинг ⁴, Ашвини Шаран ⁴, Грегори Уоррелл ⁵, Брент Берри ^5
6, Брэдли Лега ⁷, Барбара Джобст ⁸, Кэтрин А. Дэвис ⁹, Кори Инман ¹⁰, Самир А Шет ¹¹, Пол А Ванда ¹², Юсеф Эззят ¹², Sandhitsu R Das ^9
13, Джоэл Штайн ⁹, Ричард Горняк ⁴, Джошуа Джейкобс ¹⁴

Принадлежности Расширять

Принадлежности

¹ Департамент биомедицинской инженерии Колумбийского университета, Нью-Йорк, Нью-Йорк 10027.
² Корейский передовой институт науки и технологий, Тэджон 34141, Республика Корея.
³ Департамент биомедицинской инженерии, Университет Дрекселя, Филадельфия, Пенсильвания 19104.
⁴ Университет Томаса Джефферсона, Филадельфия, Пенсильвания 19107.
⁵ Mayo Clinic, Рочестер, Миннесота 55905.
⁶ Миннесотский университет, Миннеаполис, Миннесота 55455.
⁷ Техасский университет, Юго-Западный, Даллас, Техас 75390.
⁸ Медицинская школа Гейзеля в Дартмуте, Ганновер, Нью-Гэмпшир 03755.
⁹ Больница Пенсильванского университета, Филадельфия, Пенсильвания 19104.
¹⁰ Отделение нейрохирургии, Университет Эмори, Атланта, Джорджия 30322, и.
¹¹ Отделение нейрохирургии, Медицинский колледж Бейлора, Хьюстон, Техас 77030.
¹² Психология, Пенсильванский университет, Филадельфия, Пенсильвания 19104.
¹³ Кафедры неврологии и.
¹⁴ Департамент биомедицинской инженерии, Колумбийский университет, Нью-Йорк, Нью-Йорк 10027, Джошуа[email protected].

Бесплатная статья PMC

Элемент в буфере обмена

Abhinav Goyal et al. J Neurosci. 2018 .

Бесплатная статья PMC Показать детали Показать варианты

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

.2018 9 мая; 38 (19): 4471-4481. DOI: 10.1523 / JNEUROSCI.3049-17.2018. Epub 2018 10 апр.

Авторы

Абхинав Гоял ¹, Джонатан Миллер ¹, Эндрю Дж. Уотроус ¹, Санг А Ли ², Том Коффи ³, Майкл Сперлинг ⁴, Ашвини Шаран ⁴, Грегори Уоррелл ⁵, Брент Берри ^5
6, Брэдли Лега ⁷, Барбара Джобст ⁸, Кэтрин А. Дэвис ⁹, Кори Инман ¹⁰, Самир А Шет ¹¹, Пол А Ванда ¹², Юсеф Эззят ¹², Sandhitsu R Das ^9
13, Джоэл Штайн ⁹, Ричард Горняк ⁴, Джошуа Джейкобс ¹⁴

Принадлежности

¹ Департамент биомедицинской инженерии Колумбийского университета, Нью-Йорк, Нью-Йорк 10027.
² Корейский передовой институт науки и технологий, Тэджон 34141, Республика Корея.
³ Департамент биомедицинской инженерии, Университет Дрекселя, Филадельфия, Пенсильвания 19104.
⁴ Университет Томаса Джефферсона, Филадельфия, Пенсильвания 19107.
⁵ Mayo Clinic, Рочестер, Миннесота 55905.
⁶ Миннесотский университет, Миннеаполис, Миннесота 55455.
⁷ Техасский университет, Юго-Западный, Даллас, Техас 75390.
⁸ Медицинская школа Гейзеля в Дартмуте, Ганновер, Нью-Гэмпшир 03755.
⁹ Больница Пенсильванского университета, Филадельфия, Пенсильвания 19104.
¹⁰ Отделение нейрохирургии, Университет Эмори, Атланта, Джорджия 30322, и.
¹¹ Отделение нейрохирургии, Медицинский колледж Бейлора, Хьюстон, Техас 77030.
¹² Психология, Пенсильванский университет, Филадельфия, Пенсильвания 19104.
¹³ Кафедры неврологии и.
¹⁴ Департамент биомедицинской инженерии, Колумбийский университет, Нью-Йорк, Нью-Йорк 10027, Джошуа[email protected].

Элемент в буфере обмена

Полнотекстовые ссылки Параметры отображения

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Абстрактный

Медиальная височная доля (MTL) широко участвует в поддержке эпизодической памяти и навигации, но ее точная функциональная роль в организации памяти во времени и пространстве остается неуловимой.Здесь мы исследуем конкретные когнитивные процессы, реализуемые структурами MTL (гиппокамп и энторинальная кора) для организации памяти с помощью электрической стимуляции мозга, используя ее способность устанавливать причинные связи между областями мозга и особенностями поведения. Мы изучали нейрохирургических пациентов обоего пола, которые выполняли задачи пространственной навигации и вербально-эпизодической памяти, в то время как стимуляция мозга применялась в различных областях во время обучения. Во время задачи вербальной памяти стимуляция в MTL нарушала временную организацию закодированных воспоминаний, так что элементы, изученные с помощью стимуляции, как правило, вызывались в более рандомизированном порядке.Во время пространственного задания стимуляция MTL нарушала способность испытуемых запоминать предметы, расположенные далеко от границ. Эти эффекты стимуляции были специфичными для MTL. Таким образом, наши результаты представляют собой первую причинную демонстрацию у людей определенных процессов памяти, которые выполняются MTL для кодирования, когда и где произошли события. ЗНАЧИМОЕ ЗАЯВЛЕНИЕ Многочисленные исследования показали, что медиальная височная доля (MTL) участвует в кодировании пространственных и временных воспоминаний, но они не смогли причинно продемонстрировать природу когнитивных процессов, посредством которых это происходит в реальном времени.Электрическая стимуляция мозга способна продемонстрировать причинные связи между областью мозга и заданной функцией с высокой точностью во времени. Изучая поведение в задании на память, когда испытуемые получали стимуляцию MTL, мы предоставляем первые причинно-следственные доказательства, демонстрирующие роль MTL в организации пространственных и временных аспектов эпизодической памяти.

Ключевые слова: стимуляция мозга; энторинальная кора; эпизодическая память; гиппокамп; медиальная височная доля; пространственно-временная память.

Цифры

Рисунок 1.

Обзор словесно-пространственного…

Рисунок 1.

Обзор задач вербальной и пространственной памяти. A , Временная шкала словесного…

Фигура 1.

Обзор задач вербальной и пространственной памяти. A , Временная шкала задачи вербальной памяти. Половина слов в стимулируемых списках кодируется при активном стимуляторе. B , Обзор пространственной задачи. Половина испытаний проводилась с активным стимулятором в течение обоих периодов кодирования.Взято из Jacobs et al. (2016) с разрешения.

Рисунок 2.

Влияние стимуляции МТЛ на…

Рисунок 2.

Влияние стимуляции MTL на кодирование вербальной памяти при свободном воспроизведении. A ,…

Фигура 2.

Влияние стимуляции MTL на кодирование вербальной памяти при свободном воспроизведении. A , Вероятность отзыва элемента, усредненная по всем последовательным позициям, вычисляется отдельно для стимулированных элементов (красный), нестимулированных элементов в стимулированных списках (синий) и контрольных списках (зеленый), а затем усредняется по субъектам. B , Вероятности отзыва рассчитываются отдельно для элементов первенства (элементы 1–2) и элементов без приоритета (элементы 3–12) таким же образом, как A . C , Изменение средней вероятности отзыва для стимулированных списков по сравнению с контрольными списками (совпадение позиций), вычисленное относительно начала стимуляции. D , Вероятность неправильного вызова элементов из разных источников (помеченных как «тип элемента») при вызове элементов из стимулированного списка. * p ≤ 0,05, ** p <0,01, † p <0,1. Планки погрешностей - SEM.

Рисунок 3.

Влияние стимуляции МТЛ на…

Рисунок 3.

Влияние стимуляции MTL на порядок отзыва в начале списка…

Рисунок 3.

Влияние стимуляции MTL на порядок отзыва в начале списка.Графики показывают вероятность отзыва в различных положениях отзыва и вывода. Вероятности были усреднены по каждому предмету, а затем усреднены по предметам. На графиках слева направо показаны результаты отдельно для элементов, представленных в позициях 1–4 ( A – D соответственно). * p <0,05, ** p <0,01, *** p <10 ⁻³, **** p <10 ⁻⁴, † p <0,1.

Рисунок 4.

Анализ влияния…

Рисунок 4.

Анализ влияния стимуляции MTL на временную кластеризацию отзыва элементов…

Рисунок 4.

Анализ влияния стимуляции MTL на временную кластеризацию отзыва элементов. A , TCF для элементов из каждого условия стимуляции, усредненные по субъектам. B , график CRP для контрольных и стимулированных списков, усредненный по субъектам. C , Разница в вероятности отзыва от стимуляции (список стимулов — контроль). * p <0,05, ** p <0,01, *** p <10 ⁻³

Рисунок 5.

Сравнение эффектов стимуляции…

Рисунок 5.

Сравнение эффектов стимуляции в разных регионах при свободном воспроизведении. A ,…

Рисунок 5.

Сравнение эффектов стимуляции в разных регионах при свободном воспроизведении. A , Изменение вероятности отзыва из-за стимуляции (стимулированные списки — контрольные списки). Этот показатель был отдельно рассчитан для стимуляции, которая применялась в гиппокампе / энторинальной коре (обозначена как MTL) или в неокортексе. B , Изменение фактора временной кластеризации (стимулированные списки — контрольные списки) из-за стимуляции, применяемой к регионам MTL и неокортекса. * p <0,05, ** p <0,01.

Рисунок 6.

Поведенческий анализ производительности памяти…

Рисунок 6.

Поведенческий анализ производительности памяти в задаче пространственной памяти без стимуляции MTL.…

Рисунок 6.

Поведенческий анализ производительности памяти в задаче пространственной памяти без стимуляции MTL. A , Гистограмма оценок памяти у субъектов с электродами в MTL. B , Средняя оценка памяти для хорошо- и плохо успевающих испытуемых, вычисленная отдельно для запоминаемых мест вблизи и вдали от границ, а затем усредненная по предметам. * p <0,05.

Рисунок 7.

Анализ используемых навигационных представлений…

Рисунок 7.

Анализ навигационных представлений, используемых испытуемыми, независимо от стимуляции MTL. A ,…

Рисунок 7.

Анализ навигационных представлений, используемых испытуемыми, независимо от стимуляции MTL. A , Визуализация объекта от первого лица с использованием подсказок на основе визуальных границ в испытании, в котором они запомнили местоположение рядом с границей. B , то же самое, но для испытания, где субъект не использует подсказки на основе визуальных границ в испытании, в котором он запомнил место рядом с внутренним пространством. C , Функции плотности вероятности различий в заголовках между обучающими и тестовыми испытаниями. Также указана длина результирующего вектора ( R̄ ) для различий между обучающими и тестовыми заголовками для каждой категории. Большие значения означают значительную кластеризацию около 0. Различия в заголовках были усреднены по предметам в каждой категории.*** р <0,001.

Рисунок 8.

Анализ действия MTL…

Рисунок 8.

Анализ влияния MTL-стимуляции на память для объектов из разных мест.…

Рисунок 8.

Анализ влияния MTL-стимуляции на память для объектов из разных мест. A , Разница в оценке памяти (× 100) из-за стимуляции MTL для разных местоположений объектов и типов субъектов. Отрицательные значения указывают на ухудшение от стимуляции. Нарушения сначала усреднялись по испытаниям, а затем по субъектам. * p <0,05, † p <0.1. B , График разброса для отдельных субъектов различий в оценке памяти между стимулированными и нестимулированными, а также между пограничными и внутренними испытаниями. Каждая точка показывает, насколько стимуляция ухудшает граничные испытания больше, чем внутренние испытания. Отрицательное значение указывает на повышенное ухудшение состояния при внутренних испытаниях. Линия представляет собой наиболее подходящую линию тренда линейной регрессии.

Все фигурки (8)

Процитировано

14 статей
Быстрая координация эффективного обучения гиппокампа человека.
Kragel JE, Schuele S, VanHaerents S, Rosenow JM, Voss JL. Kragel JE, et al. Sci Adv. 18 июня 2021 г .; 7 (25): eabf7144. DOI: 10.1126 / sciadv.abf7144. Распечатать 2021 июн. Sci Adv. 2021 г. PMID: 34144985 Бесплатная статья PMC.
Потенциал индуцированных плюрипотентных стволовых клеток для лечения и моделирования болезни Альцгеймера.
Schulz JM. Schulz JM.Stem Cells Int. 2021 26 мая; 2021: 5511630. DOI: 10,1155 / 2021/5511630. Электронная коллекция 2021 г. Stem Cells Int. 2021 г. PMID: 34122554 Бесплатная статья PMC. Рассмотрение.
Медиальная префронтальная кора и активность гиппокампа по-разному способствуют поиску порядкового и временного контекста во время памяти последовательностей.
Reeders PC, Hamm AG, Allen TA, Mattfeld AT. Reeders PC и др.Learn Mem. 2021, 15 марта; 28 (4): 134-147. DOI: 10.1101 / лм.052365.120. Печать 2021 апр. Learn Mem. 2021 г. PMID: 33723033 Бесплатная статья PMC.
Комментарий: Стимуляция коры задней части поясной извилины нарушает кодирование эпизодической памяти.
Прочтите ML, Лиссаман Р. Прочтите ML, et al. Front Hum Neurosci. 2020 28 августа; 14:334. DOI: 10.3389 / fnhum.2020.00334. Электронная коллекция 2020.Front Hum Neurosci. 2020. PMID: 33005136 Бесплатная статья PMC. Рефератов нет.
Временной контекст направляет визуальное исследование во время распознавания сцены.
Kragel JE, Voss JL. Kragel JE, et al. J Exp Psychol Gen.2021 May; 150 (5): 873-889. DOI: 10.1037 / xge0000827. Epub 2020 24 сен. J Exp Psychol Gen.2021. PMID: 32969680
Типы публикаций
Научно-техническое обеспечение, Н.I.H., заочная
Поддержка исследований, Правительство США, Non-P.H.S.
Условия MeSH
Энторинальная кора / физиология *
Гиппокамп / физиология *
Магнитно-резонансная томография
Ментальное воспоминание / физиология
Пространственная память / физиология *
Височная доля / физиология
Восприятие времени / физиология *
LinkOut — дополнительные ресурсы
Полнотекстовые источники
Прочие источники литературы
Медицинские
[Икс]
цитировать
Копировать
Формат: AMA APA ГНД NLM
Оптогенетическая стимуляция инграммы гиппокампа активирует воспоминание о страхе
1
Josselyn, S.А. Продолжение поиска инграммы: изучение механизма воспоминаний о страхе. J. Psychiatry Neurosci. 35 , 221–228 (2010)
Артикул Google Scholar
2
Silva, A. J. et al. Молекулярные и клеточные подходы к распределению памяти в нейронных цепях. Наука 326 , 391–395 (2009)
CAS Статья Google Scholar
3
Реймерс, Л.Г., Перкинс Б. Л., Мацуо Н. и Мэйфорд М. Локализация стабильного нейронного коррелята ассоциативной памяти. Наука 317 , 1230–1233 (2007)
ADS CAS Статья Google Scholar
4
Han, J.H. et al. Конкуренция и отбор нейронов при формировании памяти. Наука 316 , 457–460 (2007)
ADS CAS Статья Google Scholar
5
Хан, Дж.H. et al. Избирательное стирание воспоминаний о страхе. Наука 323 , 1492–1496 (2009)
ADS CAS Статья Google Scholar
6
Zhou, Y. et al. CREB регулирует возбудимость и выделение памяти подмножествам нейронов миндалины. Nature Neurosci. 12 , 1438–1443 (2009)
CAS Статья Google Scholar
7
Бойден, Э.S. et al. Генетически направленный оптический контроль нейронной активности в миллисекундной шкале времени. Nature Neurosci. 8 , 1263–1268 (2005)
CAS Статья Google Scholar
8
Тай, К. М. и др. Схема миндалевидного тела, обеспечивающая обратимый и двунаправленный контроль тревоги. Природа 471 , 358–362 (2011)
ADS CAS Статья Google Scholar
9
Мартин, С.Дж. И Моррис, Р. Г. Новая жизнь в старой идее: пересмотр гипотезы синаптической пластичности и памяти. Гиппокамп 12 , 609–636 (2002)
CAS Статья Google Scholar
10
Гербер, Б., Танимото, Х. и Гейзенберг, М. Энграмма найдена? Оценка доказательств от плодовых мушек. Curr. Opin. Neurobiol. 14 , 737–744 (2004)
CAS Статья Google Scholar
11
Рычаг, C.и другие. Долговременная пластичность в представлении пространственных клеток гиппокампа геометрии окружающей среды. Nature 416 , 90–94 (2002)
ADS CAS Статья Google Scholar
12
Филлипс, Р. Г. и Леду, Дж. Э. Дифференциальный вклад миндалевидного тела и гиппокампа в обусловленные сигналом и контекстом условия страха. Behav. Neurosci. 106 , 274–285 (1992)
CAS Статья Google Scholar
13
Ким, Дж.Дж. И Фанселоу, М. С. Модальнозависимая ретроградная амнезия страха. Наука 256 , 675–677 (1992)
ADS CAS Статья Google Scholar
14
Ramamoorthi, K. et al. Npas4 регулирует программу транскрипции в CA3, необходимую для формирования контекстной памяти. Наука 334 , 1669–1675 (2011)
ADS CAS Статья Google Scholar
15
Treves, A.И Роллс, Э. Т. Компьютерный анализ роли гиппокампа в памяти. Гиппокамп 4 , 374–391 (1994)
CAS Статья Google Scholar
16
McHugh, T. J. et al. NMDA-рецепторы зубчатой извилины опосредуют быстрое разделение паттернов в сети гиппокампа. Наука 317 , 94–99 (2007)
ADS CAS Статья Google Scholar
17
Накашиба Т.и другие. Молодые зубчатые гранулярные клетки обеспечивают разделение паттерна, тогда как старые гранулярные клетки способствуют завершению паттерна. Cell (2012)
18
Schmidt, B., Marrone, D. F. & Markus, E. J. Устранение неоднозначности: зубчатая извилина и разделение рисунка. Behav. Brain Res. 226 , 56–65 (2012)
Артикул Google Scholar
19
Чавла, М. К. и др. Редкая, экологически селективная экспрессия РНК Arc в верхней лопасти зубной фасции грызунов при кратком пространственном опыте. Гиппокамп 15 , 579–586 (2005)
MathSciNet CAS Статья Google Scholar
20
Satvat, E. et al. Изменения в задачах изменяют паттерн экспрессии zif268 в зубчатой извилине. J. Neurosci. 31 , 7163–7167 (2011)
CAS Статья Google Scholar
21
Кубик С., Мияшита Т.И Гузовски, Дж. Ф. Использование немедленных ранних генов для картирования субрегиональных функций гиппокампа. ЖЖ. Mem. 14 , 758–770 (2007)
Артикул Google Scholar
22
Шокетт П. Э. и Шатц Д. Г. Разнообразные стратегии регулируемой тетрациклином экспрессии индуцибельных генов. Proc. Natl Acad. Sci. США 93 , 5173–5176 (1996)
ADS CAS Статья Google Scholar
23
Leutgeb, J.К., Лойтгеб, С., Мозер, М. Б. и Мозер, Э. И. Разделение паттернов в зубчатой извилине и СА3 гиппокампа. Наука 315 , 961–966 (2007)
ADS CAS Статья Google Scholar
24
Ли, И. и Кеснер, Р. П. Дифференциальный вклад дорсальных субрегионов гиппокампа в приобретение и извлечение памяти в контексте контекстуального кондиционирования страха. Гиппокамп 14 , 301–310 (2004)
Статья Google Scholar
25
Гошен, И.и другие. Динамика стратегий поиска удаленных воспоминаний. Ячейка 147 , 678–689 (2011)
CAS Статья Google Scholar
26
Зайденбехер, Т., Лакшми, Т. Р., Сторк, О. и Папе, Х. К. Синхронизация тета-ритма Амигдалара и гиппокампа во время восстановления памяти о страхе. Наука 301 , 846–850 (2003)
ADS CAS Статья Google Scholar
27
Шафе, Г.Э., Дойер, В. и Леду, Дж. Э. Отслеживание инграммы страха: боковая миндалина является важным локусом хранения памяти о страхе. J. Neurosci. 25 , 10010–10014 (2005)
CAS Статья Google Scholar
28
Rogan, M. T., Staubli, U. V. & LeDoux, J. E. Обусловленность страхом вызывает ассоциативную долгосрочную потенциацию в миндалине. Природа 390 , 604–607 (1997)
ADS CAS Статья Google Scholar
29
Паксинос, Г.И Франклин К. Мозг мыши в стереотаксических координатах (Academic, 2001)
Google Scholar
30
Rasband, W. S. Image J. http://imagej.nih.gov/ij/ (Национальные институты здравоохранения, 1997–2011 гг.)
Google Scholar
Стимуляция задне-медиальной сети гиппокампа улучшает связность и память, зависящие от задачи
Существенные изменения:
1) Рецензенты выделили ряд аналитических вопросов, которые потенциально могут затруднить интерпретацию:
— Имитационная стимуляция выполнялась с низкой интенсивностью, а не с использованием фиктивных катушек.Один рецензент обеспокоен тем, что это позволит участникам определить фиктивное состояние. Этот рецензент также отметил, что фиктивное состояние «упорядочено с реальной неделей, так что период вымывания отсутствует. В идеале авторам следует провести дополнительный контрольный анализ, чтобы подтвердить, что фиктивное состояние делает то, что они думают: эффект порядка должен быть оценивается, показывает ли первая неделя реакция, которую не показывает вторая неделя (независимо от реального / фиктивного состояния TMS) .Слепление должно было быть оценено: e.грамм. Успешно ли участники идентифицируют фальшивку — что особенно важно, учитывая дизайн реального и фальшивого «внутри субъектов» ».
Теперь мы далее подчеркиваем, что действительно был значительный период вымывания между неделей стимуляции и фиктивной неделей, в среднем 11,5 недель (Материалы и методы, подраздел «Планирование эксперимента»). Рисунок 1 и его заголовок были обновлены, чтобы еще больше выделить этот важный аспект плана эксперимента. Как указано, порядок стимуляции и фиктивных недель также был уравновешен между участниками, так что значимые эффекты на уровне группы вряд ли будут вызваны упорядочением условий.Тем не менее, как было предложено, мы добавили новые контрольные анализы, чтобы проверить, влияет ли порядок стимуляции и фиктивные условия на сообщаемые эффекты стимуляции на возможность соединения. Как теперь описано в разделе «Материалы и методы» «Анализ данных фМРТ», мы запустили дополнительную линейную модель, которая включала в себя порядок стимуляции / имитации в качестве фактора. Мы обнаружили, что порядок не оказал существенного влияния на возможность подключения в любой из сетей (PMN: T (83) = — 1,6, p = 0,12; ATN: T (83) = — 0,44, p = 0.66) и не показали никакого взаимодействия с условиями стимуляции ни в одной из сетей (PMN: T (83) = 1,29, p = 0,20; ATN: T (83) = — 0,30, p = 0,77). Как теперь описано, порядок стимуляции и фиктивных условий, таким образом, не оказал существенного влияния на эффекты стимуляции на связность, о которых сообщается.
Мы также дополнительно проясняем логику дизайна эксперимента, посредством чего мы сравниваем эффекты активной стимуляции и имитации в группе, получавшей PMN-целевую стимуляцию (теменной коры), с группой, получавшей PFC-целевую стимуляцию (префронтальной коры).Хотя составители обзора предполагают, что более сильного дизайна можно было бы достичь, пытаясь ослепить субъектов на стимуляцию по сравнению с ложными условиями, мы считаем, что не существует идеального условия фиктивной интенсивности для неинвазивной стимуляции мозга, учитывая, что всегда существует вероятность того, что субъекты могут испытать тонкие субъективные различия между активными и мнимыми состояниями. По этой причине мы используем контрольную группу, в которой субъекты получают условия активной и фиктивной интенсивности, но применяются к области (префронтальной коре), которая, как ожидается, не окажет такого же воздействия на задне-медиальную сеть гиппокампа.Таким образом, осведомленность об активных и мнимых состояниях сама по себе не могла дать описанных эффектов, потому что эта осведомленность была сходной для двух групп, тогда как гипотетические эффекты стимуляции на задне-медиальное сетевое соединение были специфичны для группы, получавшей PMN-целевую (теменную) стимуляцию. Теперь это объясняется в четвертом абзаце раздела «Введение» и в подразделе «Материалы и методы» «Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС)». Дальнейшие доказательства пригодности дизайна эксперимента описаны в нашем ответе на третий вопрос из Essential revision # 1 ниже.
— Хотя изменение производительности памяти оценивалось в соответствии с предварительным дизайном, было неясно, оценивается ли изменение в подключении таким же образом. Первичное сравнение — реальная пост-стимуляция с фиктивной пост-стимуляцией, которая эффективна только в том случае, если фиктивная стимуляция эффективна. Рецензент отметил, что «авторы ссылаются на свою собственную работу в качестве обоснования этой практики, но ни одна из цитируемых статей не дает никакого аналитического обоснования этой процедуры.»Здесь следует привести больше обоснований.
Чтобы прояснить, изменение производительности памяти не оценивалось с использованием сравнения до и после стимуляции, а было проанализировано как реальная пост-стимуляция по сравнению с фиктивной пост-стимуляцией, как это было также сделано для анализа связности фМРТ. Это указано в разделе «Материалы и методы» (подраздел «Оценка эпизодической памяти и анализ ее взаимосвязи с подключением к фМРТ»), а теперь более подробно разъясняется в разделе «Результаты» (подраздел «Повышенная взаимосвязь, связанная с задачами памяти, прогнозирует эпизодическое улучшение памяти», во-первых, пункт).В ответ на озабоченность автора обзора мы теперь включаем анализ исходных значений (реальная до стимуляции по сравнению с предварительной симуляцией), который не обнаружил существенной разницы между условиями на исходном уровне (T (31) = — 1,23, p = 0,23) ( Подраздел результатов «Повышенная связность памяти, зависимая от задачи, предсказывает улучшение эпизодической памяти», первый абзац). Мы не намеревались, чтобы наши ссылки на предыдущие статьи служили оправданием для этой стратегии анализа, а скорее просто подчеркнули, что мы использовали этот подход раньше.Как мы теперь поясняем (см. Наш первый ответ на пункт №1), логика состоит в том, что мнимая стимуляция включает те же экспериментальные процедуры, но со стимуляцией такой низкой интенсивности, что она не должна напрямую влиять на работу мозга. Следовательно, сравнение значений постстимуляции для реальной и фиктивной стимуляции позволит выделить эффекты стимуляции по сравнению с нейтральной фиктивной базовой линией, особенно в сравнении с такой же стимуляцией и фиктивным сравнением, сделанным у субъектов, получавших все те же условия, но со стимуляцией, примененной к контрольное (префронтальное) расположение.Дальнейшее подтверждение действительности фиктивного условия и плана эксперимента представлено в нашем ответе на третье беспокойство из Essential revision # 1 и соответствующих обновлениях, которые были внесены в рукопись.
— Участок стимуляции проводился в разных группах, но первичный анализ представлял разницу различий (настоящая фиктивная теменная — настоящая фиктивная лобная). Рецензенты считают, что важно показать первичные эффекты (например, имитация, настоящая теменная, без различий).Кроме того, текущая презентация затрудняет интерпретацию гистограмм — какая стандартная ошибка используется для оценки различий?
Теперь мы поясняем, что, как показано на левой панели рисунка 2A, увеличение связности, зависящей от задачи, из-за стимуляции было значительным в PMN для группы субъектов, получавших только PMN-Stim (теменной). Таким образом, даже несмотря на то, что в первичном анализе используется сравнение группы PMN-Stim с контрольной группой PFC-Stim, влияние стимуляции на связность, зависящую от задачи, в пределах одной только группы PMN-Stim было значительным.Теперь это проясняется вместе с соответствующими статистическими тестами во втором абзаце подраздела «Эффекты стимуляции на зависящую от задачи связность фМРТ в гиппокампальных сетях» и посредством включения этих внутригрупповых статистических тестов на рис. 2.
Как теперь более подробно поясняется в подписях к рисункам, все планки стандартных ошибок представляют межсубъектную изменчивость, и поэтому нет никаких планок ошибок для значений, полученных в результате сравнений между группами, поскольку измеряемые субъекты различны.Единственным исключением является рис. 2C, на котором полосы ошибок показывают стандартную ошибку трехстороннего взаимодействия состояния по условию и цели, и теперь это поясняется в легенде рисунка. Для полноты картины теперь доступны файлы исходных данных для всех основных сравнений.
— Основное сравнение проводится между задачей поиска и отдыхом, но без другого условия задачи неизвестно, являются ли текущие результаты специфичными для автобиографического поиска или те же эффекты наблюдались бы с любым типом задачи или стимулов.
Мы согласны с тем, что это важное соображение, и добавили новый абзац в раздел «Обсуждение» (шестой абзац). По этой причине мы приняли меры предосторожности, чтобы описать наши эффекты как зависящие от задачи, а не как специфичные для памяти, хотя мы полагаем, что есть некоторые веские аргументы в пользу того, почему эффекты, вероятно, специфичны для извлечения памяти. В частности, возможность подключения в определенных сетях модулируется связанными с сетью когнитивными функциями (например, Bertolero, Yeo и D’Esposito, 2015 PNAS; Mennes, et al., 2013; Риссман и др., 2004; Cole, et al., 2014), а повышенная связь в опрашиваемых нами сетях (PMN и AT) обычно зависит от памяти. Таким образом, хотя мы согласны с тем, что эффекты стимуляции на связность, зависящую от задачи, вероятно, не специфичны для автобиографического восстановления памяти, мы предполагаем, что они, вероятно, специфичны для памяти в целом. Конечно, этот вопрос может быть полностью решен только в ходе будущей работы, включая другие условия задачи сравнения, которые мы сейчас признаем.
Эти опасения привели одного рецензента к выводу, что «основная проблема с этим документом заключается в презентации, ряд альтернативных объяснений эффектов не был исследован и был представлен таким образом, чтобы исключить оценку этих деталей».
Мы надеемся, что наши дополнения прояснили нашу методологию и результаты, чтобы дать возможность рецензентам провести полную оценку. Примечательно, что в дополнение к модификациям существующего контента мы добавили четыре совершенно новых параграфа в раздел «Обсуждение», в которых рассматриваются возможные альтернативные интерпретации, как было предложено (абзацы с шестого по девятый).
2) Все рецензенты считают, что важно продемонстрировать сеть, на которую нацелена стимуляция дорсолатеральной префронтальной коры, потому что, возможно, отсутствие эффекта от этого сайта вызывает некоторые из наблюдаемых эффектов.
Один обозреватель отметил, что этот момент является наиболее важным вопросом: «Вероятно, наиболее тревожным является аргумент о том, что сеть памяти была улучшена, но не было учтено отсутствие эффекта на сайт стимуляции.Например. можно было бы ожидать, что наиболее заметным эффектом будет стимуляция теменной коры, что приведет к изменению связи между теменной и гиппокампом; и что никакого эффекта связи между dlpfc и гиппокампом не наблюдалось. «Приводила ли контрольная стимуляция к каким-либо изменениям связи?
Как указано выше в нашем ответе на третью проблему из Essential revision # 1, эффекты стимуляции на связность, зависящую от задачи, были значительными, если рассматривать только группу субъектов, получавших теменную стимуляцию, для нацеливания на PMN (левая панель рисунка 2A и соответствующие статистические описания в тексте).Следовательно, описанные основные эффекты не требуют сравнения с какими-либо эффектами (или отсутствием эффектов), которые возникли в результате стимуляции дорсолатеральной префронтальной коры в контрольной группе. Кроме того, как указано в нескольких разделах результатов, PFC-Stim не привел к отсутствию влияния на возможность подключения, как предполагали составители обзора. Напротив, PFC-Stim значительно снизил связность, зависящую от задачи, в нескольких регионах (рис. 4B). Теперь это поясняется в тексте (подраздел результатов «Исследовательский анализ целого мозга зависимых от задачи эффектов стимуляции PMN», четвертый параграф и подраздел «Повышенная связность памяти, зависящая от задачи, предсказывает улучшение эпизодической памяти», последний параграф, Обсуждение, шестой абзац).Кроме того, теперь мы отмечаем в Обсуждении (седьмой абзац), что этот паттерн согласуется с предыдущим отчетом о том же контрольном состоянии PFC-Stim, в котором мы обнаружили, что PFC-Stim снижает корреляты фМРТ с кодированием памяти в префронтальной коре (Ким и др., 2018). Таким образом, в отличие от эффектов стимуляции, нацеленной на PMN, контрольное состояние PFC-Stim, по-видимому, нарушает связь с фМРТ, связанную с памятью, хотя не было значительных неблагоприятных воздействий на производительность памяти (подраздел «Повышенная связность, зависящая от задачи памяти, предсказывает эпизодическое улучшение памяти. «, первый параграф).
Хотя может показаться удивительным, что стимуляция теменной коры в основной группе (PMN-Stim) существенно не повлияла на связь между теменной и гиппокампальной тканью, этот результат согласуется с нашими предыдущими результатами с использованием текущего протокола многодневной стимуляции. В нескольких исследованиях мы обнаружили, что эффекты стимуляции на связность фМРТ и связанную с памятью активность были устойчивыми для гиппокампа и медиальных аспектов задне-медиальной сети, со слабым или нулевым влиянием на связность и активность теменной области, которая непосредственно подвергалась воздействию. стимулированные (Wang, et al., 2014; Kim et al. 2018; Нилакантан и др., 2019; Freedberg et al., В печати). Мы включили два новых параграфа в обсуждение этого удивительного, но последовательного аспекта результатов (восьмой и девятый параграфы). Мы предполагаем, что, поскольку латеральная теменная кора является одной из наиболее слабо связанных частей сети гиппокампа (Kahn et al. 2008) , отделенный по крайней мере двумя синапсами от мезиальной височной доли (Pandya and Seltzer, 1982; Mesulam et al., 1977), он может служить каналом, по которому неинвазивная стимуляция может влиять на сеть, но не так сильно, как области которые являются более центральными компонентами сети с более высокими уровнями функциональной связи и более прямой анатомической связью с гиппокампом (Pandya et al.1981, экспериментальное исследование мозга; Кан и др. 2008, J Neurophys). Действительно, мы обнаружили, что степень, в которой функциональная связность региона увеличивается из-за стимуляции, предсказывается его связью с гиппокампом (Wang и др., 2014), и эта взаимосвязь была воспроизведена независимой группой (Freedberg et al. .,В прессе).
По этому поводу другой рецензент отметил, что «авторы выбрали два места стимуляции: одно в латеральной теменной коре (использовалось в их предыдущей работе) и одно в дорсолатеральной префронтальной коре.Оба сайта были выбраны из-за их функциональной связи и метааналитической совместной активации с гиппокампом. И все же префронтальный участок называют «вне сети». Это сбивает с толку, потому что авторы обычно ссылаются на широкую гиппокампально-кортикальную сеть, которая может быть проанализирована на разные подсети (включая PMN, которая включает теменный участок, но не префронтальный участок). В этом смысле префронтальный участок определенно находится «в» гиппокампально-корковой сети, но за пределами PMN.Таким образом, можно было разумно ожидать, что префронтальная стимуляция будет управлять функциональной связью с гиппокампом, но, возможно, с другим набором связанных целей или с другими поведенческими последствиями. Авторам следует прояснить свою логику по этому поводу — ожидали ли они какого-либо эффекта от префронтальной стимуляции? Если нет, то почему, учитывая то, как это было выбрано? Может быть полезно сузить фокус на PMN (входящем или вне PMN). Кроме того, обзор литературы во Введении часто ссылается на изменения «в сети», но это может означать почти что угодно в текущем контексте — было бы лучше конкретизировать, какие регионы задействованы.«
Теперь мы поясняем, что только париетальный участок может быть выбран исключительно на основании его функциональной связи с гиппокампом, тогда как контрольный префронтальный участок должен быть выбран с помощью подхода, включающего метааналитическую ко-активацию (Материалы и методы, подраздел «Идентификация стимуляции» локации », последний абзац). Это важный момент, поскольку многочисленные исследования показали, что дорсолатеральная префронтальная кора имеет слабую функциональную связь с гиппокампом и поэтому обычно не рассматривается в ее сети функциональной связи в состоянии покоя (Kahn, et al., 2008; Йео и др., 2011). Таким образом, хотя дорсолатеральная префронтальная кора головного мозга поддерживает память и обычно активна, когда гиппокамп активен (метааналитическая коактивация), эти области обычно имеют низкую функциональную связность, и поэтому префронтальная кора служит контрольным местом в соответствии с гипотезой, что только стимуляция функционально связанные области будут влиять на гиппокамп.
Кроме того, теперь мы уточняем, что сеть PMN представляла интерес и что точка управления PFC находилась «вне сети» по отношению к PMN.Мы обновили название рукописи, чтобы отразить эту направленность. Мы также посвятили новую часть раздела «Обсуждение» возможности того, что префронтальная кора головного мозга может быть компонентом более широкой сети гиппокампа, но очевидно, что эффекты стимуляции значительно различались для PMN-Stim и PFC-Stim, только с PMN-Stim. значительно увеличивая зависящую от задачи возможность подключения PMN и улучшая производительность памяти, как и прогнозировалось (Обсуждение, седьмой абзац).
Как было предложено, мы также сузили анатомические определения чувствительных к стимуляции областей в обзоре литературы во Введении, чтобы прояснить использование нами термина «в сети», особенно в отношении PMN.
3) В-третьих, авторы обсуждают другую сеть, переднюю височную сеть (ATN), которую они и другие сравнивали с функциями PMN. Основываясь на первоначальном наборе анализов, я мог ожидать, что авторы нацелятся на сайт AT для проверки двойной диссоциации, что обеспечило бы более строгий тест функциональной специфичности. Здесь есть некоторая серая зона — используемые здесь ROI ATN включают в себя дорсолатеральные узлы PFC, несмотря на то, что эта область не является частью того, что обычно определяется как ATN.Эти узлы находятся в немного другом месте, чем место стимуляции, исходя из исследований, сравнивающих функциональную связность PRC (ATN) и PHC (PMN) (Libby et al., 2012, Ritchey et al., 2014), а в последнем В исследовании дорсолатеральные узлы PFC были подключены как к ATN, так и к PMN. Спорный вопрос, должны ли эти узлы PFC быть сгруппированы как часть ATN (я вижу аргументы в обоих направлениях), но если да, то авторам следует подумать о том, как это влияет на интерпретацию состояния префронтальной стимуляции и результаты ROI.
Как указывает рецензент, область PFC, которая была стимулирована, не перекрывает какие-либо узлы ни ATN, ни PMN, как определено в предыдущих исследованиях, на которые даны ссылки. Поэтому мы рассматриваем его как подходящее контрольное место, с которым можно сравнивать эффекты стимуляции, нацеленной на PMN. Полная оценка того, является ли дорсолатеральный ПФК частью сети гиппокампа, выходит за рамки нашего исследования, но теперь мы подчеркиваем (Обсуждение, седьмой абзац), что это открытый вопрос, и подчеркиваем, что в любом случае влияние PFC-Stim были статистически независимыми от PMN-Stim.PFC-Stim имел противоположный эффект на связность, зависящую от задачи, как PMN-Stim в пределах PMN (левая панель на рисунке 2A), и имел минимальное влияние на подключение в пределах ATN (правая панель, рисунок 2A). Таким образом, стимуляция дорсолатеральной PFC оказывала минимальное влияние на ATN, независимо от того, является ли он частью ATN или нет.
4) Данные были проанализированы с помощью линейных моделей со смешанными эффектами. Такие модели обычно используются, когда есть несколько наблюдений на интервал (например, в иерархическом дизайне с испытаниями, вложенными в пределах субъектов), но здесь есть только одно наблюдение на интервал, и субъекты являются единственным случайным эффектом.Почему же тогда авторы решили использовать этот подход к анализу вместо более традиционного ANOVA с повторными измерениями? Это не показалось рецензентам неправильным само по себе, просто необычным — и мы хотели бы знать, похожи ли результаты при использовании ANOVA.
Модели линейных смешанных эффектов, реализованные в AFNI, позволяют группировать условия и факторы так же, как и RM-ANOVA, но с дополнительной возможностью включать ковариаты, что невозможно при использовании команды AFNI RM-ANOVA.Как указано в разделе «Материалы и методы» (подраздел «Анализ данных фМРТ», первый абзац), tSNR использовался в качестве ковариаты для защиты от ложного влияния качества данных сканирования на эффекты, приписываемые стимуляции (см. «Материалы и методы»). Однако мы выполнили тот же анализ с использованием RM-ANOVA без каких-либо ковариат, и была получена такая же общая картина результатов. Мы считаем, что анализ, включающий ковариату tSNR, является полезным, и поэтому сохраняем их в рукописи.
https://doi.org/10.7554/eLife.49458.024
Стимуляция мозга устраняет возрастную потерю памяти
Стимуляция точного местоположения центра памяти мозга с помощью электромагнитных импульсов улучшает память пожилых людей с возрастной потерей памяти до уровня молодых людей, говорится в новом исследовании Northwestern Medicine.
«Память пожилых людей улучшилась до уровня, на котором мы больше не могли отличить их от молодых людей», — сказал ведущий исследователь Джоэл Восс, доцент Медицинской школы Файнберга Северо-Западного университета.«Они стали значительно лучше».
В исследовании использовалась транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) для воздействия на гиппокамп — область мозга, которая атрофируется по мере взросления и отвечает за ухудшение памяти.
Исследование было опубликовано 17 апреля в Neurology, медицинском журнале Американской академии неврологии.
«Это часть мозга, которая связывает две несвязанные вещи вместе в память, например, место, где вы оставили свои ключи, или имя вашего нового соседа», — сказал Восс.«Пожилые люди часто жалуются на проблемы с этим».
Этот тип памяти ухудшается с возрастом. Почти у всех людей с возрастом ухудшается память.
Новое исследование с участием 16 человек в возрасте от 64 до 80 с нормальными возрастными проблемами памяти показывает, что с помощью этого типа стимуляции мозга можно изменить способность памяти у пожилых людей, сказал Восс. «Нет никаких предыдущих доказательств того, что определенные нарушения памяти и дисфункции мозга, наблюдаемые у пожилых людей, можно исправить с помощью стимуляции мозга или любого другого метода.
Команда Фосса определила гиппокамп — который меньше у пожилых людей — индивидуально для каждого участника с фМРТ. ФМРТ (функциональная МРТ) измеряет, насколько активна часть мозга в данный момент.
Затем они обнаружили область теменной доли, которая сообщается с гиппокампом для стимуляции. Это пятно было позади и немного выше левого уха человека, но у всех было немного другое место.
Невозможно напрямую стимулировать гиппокамп с помощью ТМС, которая неинвазивна, потому что она находится слишком глубоко в мозгу, чтобы магнитные поля не могли проникнуть.Итак, Восс и его коллеги определили поверхностную область мозга, близкую к поверхности черепа, с высокой степенью связи с гиппокампом.
«Мы стимулировали места, где мозговая активность синхронизирована с гиппокампом, предполагая, что эти области взаимодействуют друг с другом», — сказала первый автор Аниша Нилакантан, аспирантка нейробиологии, работающая в лаборатории Восса.
На исходном уровне взрослым и младшим, и пожилым людям предлагались задания на запоминание, в которых они изучали произвольные отношения между парными объектами, например, этот объект помещается в этом месте на экране компьютера.Молодежь набирает около 55 процентов правильных ответов, а пожилые люди — менее 40 процентов.
Затем исследовательская группа применяла высокочастотную повторяющуюся магнитную стимуляцию к месту в течение пяти дней подряд по 20 минут в день. Стимуляция этой области улучшила функцию областей, важных для памяти, которые нарушены старением, о чем свидетельствует большая нервная активность, видимая на фМРТ.
Затем, через 24 часа после последней стимуляции, испытуемым предлагали новый тест памяти, в котором они должны были изучить новые произвольные отношения между парными объектами.После стимуляции мозга пожилые люди набирали баллы на уровне молодых людей по задачам на память.
В исследовании также использовалась имитация плацебо-стимуляции, которая не улучшала память.
Восс и его коллеги в следующий раз протестируют этот подход на участниках с легкими когнитивными нарушениями, ранней стадией болезни Альцгеймера. Они будут стимулировать мозг в течение более длительных периодов времени.
Восс не уверен, как долго могут длиться эффекты. Он предполагает, что эффекты улучшенной памяти могут длиться дольше при большей стимуляции.Например, когда депрессию лечат с помощью ТМС в течение пяти недель, эти пациенты получают антидепрессивный эффект, который сохраняется в течение многих месяцев, отметил он. В будущем исследовании Восс будет стимулировать мозг людей с возрастной потерей памяти в течение нескольких недель, чтобы проверить это.
Это исследование частично финансировалось Национальным институтом старения, гранты T32AG20506, F31AG057109 и R01AG049002 Национальных институтов здравоохранения.
Слушайте подкаст об этом здесь.
Стимуляция побуждает мозг формировать лучшие воспоминания

Технология «обещает вмешаться в нарушения памяти» однажды
Согласно новому исследованию Northwestern Medicine, впервые ученые смогли конкретно изменить способ формирования новых воспоминаний в центрах памяти мозга.
Исследование, опубликованное в Science Advances, нацелено на определенную область мозга с использованием комбинации МРТ-сканирования мозга и неинвазивной стимуляции мозга, что улучшило способность мозга создавать новые воспоминания. Авторы исследования использовали МРТ для измерения активности мозга участников, когда они играли в игру памяти после стимуляции, и обнаружили, что улучшение их мозга длилось не менее 24 часов после стимуляции.
Предыдущее исследование тех же ученых Northwestern Medicine показало, что можно улучшить память с помощью стимуляции, но это исследование является новым, поскольку оно успешно выявило, как мозг изменился — повысился уровень его возбудимости — с целью улучшения памяти.
«Если вы думаете о сети памяти мозга как о генерирующей одну единицу активности каждый раз, когда она пытается запомнить картинку, то стимуляция мозга сделала так, что теперь один и тот же тип картинки генерирует две единицы активности», — сказал старший автор исследования Джоэл. Восс, доктор философии, доцент кафедры медицинских социальных наук и отделения неврологии Кена и Рут Дэйви. «Это увеличение активности означает, что стимуляция усиливает возбудимость, и это важно, потому что возбудимость является маркером формирования хорошей памяти.”
Результаты исследования углубляют наше текущее понимание того, как память организована в мозге и, следовательно, как она работает. Последствия — хотя все еще требуют существенной доработки — могут дать надежду людям, страдающим от проблем с памятью, например, из-за старения или повреждения мозга.
«Возможность манипулировать сетью памяти таким специфическим образом, безусловно, обещает возможность вмешиваться в нарушения памяти, которые возникают по разным причинам», — сказал Восс.
Восс предупредил, что между его фундаментальным научным исследованием и эффективным клиническим вмешательством есть еще много шагов, но сказал, что его результаты указывают на то, что это исследовательский путь, которым стоит следовать.
«Тот факт, что мы можем использовать неинвазивную стимуляцию для увеличения возбудимости в этой целевой сети мозга, означает, что мы заставляем сеть делать больше того, что она делает естественным образом, чтобы преуспеть в формировании памяти», — сказал Восс.
Voss ранее использовал неинвазивную стимуляцию мозга — транскраниальную магнитную стимуляцию (TMS) — для улучшения памяти, но это исследование помогло расшифровать, что сеть памяти делала по-другому во время стимуляции, чтобы позволить ей улучшить свою работу.
Исследование показало, что в то время как сеть мозга подвергалась стимуляции и формированию новой памяти, возбудимость в сети мозга субъекта резко возрастала.
После получения TMS в течение нескольких дней подряд участники исследования играли в игру памяти, чтобы оценить, насколько улучшилась их ассоциативная память. «Сильные» эффекты стимуляции были одинаковыми почти для всех испытуемых, сказал Восс.
Хотя существуют разные виды памяти, исследование Восса было сосредоточено на ассоциативной контекстной памяти, которая, как считается, создается в определенной задней сети гиппокампа.Этот тип памяти представляет собой произвольный набор маленьких кусочков — например, рубашки, лица, комнаты — которые мозг связывает вместе, чтобы создать связную ассоциацию, которую можно вспомнить позже.
«Считается, что именно такую память выполняют гиппокамп и эта сеть регионов, и именно такую память мы тестировали в нашем эксперименте, чтобы определить, как TMS влияет на способность этой сети формировать память такого рода», — говорит Восс. сказал.
В исследование были включены 32 человека из Чикаго (16 в экспериментальной группе, 16 в контрольной) в возрасте от 18 до 35 лет с нормальной, здоровой памятью и когнитивными способностями.Перед стимуляцией участники прошли МРТ головного мозга. Чтобы точно определить, где была расположена сеть гиппокампа участника исследования, ученые использовали систему стеротаксического позиционирования — инструмент навигатора, состоящий из датчика на лбу, камеры и инструмента для точного определения местоположения, — чтобы локализовать положение физической головы по отношению к мозгу участника. сканирование с МРТ. Это гарантировало, что сотрудники лаборатории Восса вводили ТМС в нужную область мозга.
Затем участники получали 20-минутную повторяющуюся ТМС к цели стимуляции в их мозгу через магнитную стимулирующую катушку в течение пяти дней подряд. По словам Восса, TMS ощущается как легкое постукивание с частотой 20 ударов в секунду.
Сотрудники лаборатории
Voss проверили память участников исследования, попросив их посмотреть на несколько изображений и попытаться связать их или запомнить их местоположение.
«По сути, каждый день в эксперименте, в котором мы их тестировали, испытуемые играли в игру« Память », в которой они должны были помнить, что изображение попало в определенное место, или они должны были помнить, что два изображения шли вместе, мы использовали МРТ, чтобы измерить их мозговую активность », — сказал Восс.«И стимуляция улучшила их производительность, чтобы они могли играть в эту игру, и улучшила активность их сети памяти во время игры».
Это исследование было поддержано грантом R01-Mh206512 Национального института психического здоровья, грантами T32-AG20506 и F31-AG057109 Национального института старения и грантом T32-NS047987 Национального института неврологических расстройств и инсульта.
Стивен Ван Хэрентс, доктор медицины, доцент кафедры неврологии отделения нейрофизиологии и эпилепсии Кена и Рут Дэви, Аниша Нилакантан, Молли Хермиллер и Роберт Палумбо были соавторами статьи.
Доказательства улучшения вербальной памяти с помощью электрической стимуляции мозга в боковой височной коре | Мозг
Аннотация
Прямая электрическая стимуляция человеческого мозга может вызывать сенсорные и моторные восприятия, а также вызывать воспоминания. В частности, сообщалось, что стимуляция ассоциативных областей более высокого порядка боковой височной коры активирует визуальные и слуховые представления о прошлом опыте (Penfield and Perot, 1963).Мы предположили, что этот эффект можно использовать для модуляции обработки памяти. Недавние попытки улучшить память в человеческом мозге были сосредоточены на гиппокампе и других мезиальных структурах височных долей, с несколькими сообщениями об улучшении памяти в небольших исследованиях отдельных областей мозга. Здесь мы исследовали эффект стимуляции в четырех областях мозга, которые, как известно, поддерживают декларативную память: гиппокамп, парагиппокампальный неокортекс, префронтальная кора и височная кора. Записи внутричерепных электродов со стимуляцией использовались для оценки вербальной памяти в группе из 22 пациентов (девять мужчин).Мы демонстрируем повышенную эффективность при электростимуляции в боковой височной коре (парный тест t , P = 0,0067), но не в других протестированных областях мозга. Это избирательное усиление наблюдалось как на уровне группы, так и у двух из четырех отдельных субъектов, стимулированных в височной коре. Это исследование показывает, что электрическая стимуляция определенных областей мозга может улучшить вербальную память у людей.
Введение
Дефицит памяти и познания представляет собой серьезную терапевтическую проблему при широком спектре заболеваний головного мозга (Harrison and Owen, 2001).Существует потребность в новых подходах к улучшению когнитивных функций, которые были бы нацелены на определенные области мозга и, таким образом, преодолели ограничения текущих фармакологических и поведенческих методов лечения (Sahakian et al. , 2015). Электрическая стимуляция отдельных областей мозга применялась при целом ряде неврологических и психоневрологических расстройств без четкого понимания того, как она модулирует электрофизиологическую активность (Johnson et al. , 2013), и мало что конкретно известно о влиянии прямого воздействия. электрическая стимуляция мозга по памяти.Недавние исследования сообщили о смешанных эффектах при использовании различных подходов к стимуляции мезиальных структур височной доли (Kim et al. , 2016), включая гиппокамп (Coleshill et al. , 2004; Suthana et al. , 2012; Fell и др. , 2013; Jacobs и др. , 2016), энторинальная кора (Suthana и др. , 2012; Fell и др. , 2013; Jacobs и др. , 2016) и fornix (Hamani et al. , 2008; Miller et al., 2015). Положительные эффекты, о которых сообщалось в этих исследованиях, наблюдались либо в одном тематическом исследовании (Hamani et al. , 2008), либо на уровне группы пациентов, стимулированных в определенной области мозга (Suthana et al. , 2012; Miller и др. , 2015). Во всех этих исследованиях изучались различные функции памяти с использованием множества пространственных и непространственных задач в популяции пациентов, представляющих диапазон когнитивных функций.
В этом исследовании мы стремились сравнить влияние прямой стимуляции мозга на производительность памяти в четырех областях мозга, поддерживающих декларативную память (Eichenbaum, 2000), включая две области за пределами мезиальной височной доли: дорсолатеральную префронтальную кору и боковую височную кору.Ранее было показано, что прямая электрическая стимуляция боковой височной коры вызывает мультисенсорный опыт прошлых событий (Penfield and Perot, 1963), но не исследовалась в парадигме для оценки улучшения памяти. Мы использовали классические задания на выполнение вербальной памяти (Kahana, 2012), чтобы изучить влияние стимуляции на память у отдельных пациентов и групп пациентов, стимулированных в четырех областях мозга.
Материалы и методы
Влияние стимуляции на производительность памяти было исследовано у пациентов с эпилепсией, подвергавшихся резекционной хирургии с использованием внутричерепных субдуральных и глубинных электродов в нескольких корковых и подкорковых областях мозга.В этом исследовании мы сосредоточили свое внимание на 22 пациентах, которым имплантировали в четыре области мозга (таблица 1) кортикально-гиппокампальную декларативную систему памяти (Eichenbaum, 2000). Основная клиническая информация вместе с патологией эпилепсии и характеристиками вербальной памяти сведена в Таблицу 1. После имплантации каждый пациент участвовал в задачах отложенной свободной памяти. В основе заданий лежали классические парадигмы исследования вербальной памяти (Kahana, 2012), в которых испытуемые заучивали списки слов для последующего их запоминания (рис.1А). Испытуемым было предложено изучить списки отдельных слов, последовательно представленные на экране портативного компьютера, для последующего теста памяти. Каждое слово оставалось на экране в течение 1600 мс, после чего следовало случайное дрожание в 750–1000 мсек между стимулами. Сразу после последнего слова в каждом списке участники выполняли задание (20 с), состоящее из серии арифметических задач. После выполнения задания-дистрактора участникам было дано 30 секунд, чтобы устно вспомнить как можно больше слов из списка в любом порядке.Каждый сеанс состоял из 25 списков этой процедуры кодирования-дистрактора-отзыва.
Таблица 1
Резюме клинических профилей пациентов и экспериментов по стимуляции, использованных для оценки влияния на кодирование памяти
HPF Нет fM слева71 71 71 Умеренный R слева L (WW)
Субъект . Возраст . Пол . Ручка . СОЗ . МРТ . Мозговой патол.. Латеральность языка . Стим. . vIQ . Устный . Сессий . Локализация . Целевой регион . Тип электрода . Усилитель. (мА) . Част. (Гц) . Ширина импульса (мс) . Продолжительность (с) .
1001 48 F R Правый TC Нормальный Глиоз L (фМРТ) — 81 72 72 72 Глубина 1 50 0,3 4,6
1006 20 F R Правый FC MCD Gli11 91 Нет 2 Правый HP HP Глубина 1 50 0.3 4,6
1016 31 F R Левый FC Нормальный Глиоз — Нет 71 F Нет 71 F Нет 71 Subdural 3,5 50 0,3 4,6
1018 47 M L Левый FC, левый FPC — — 85 Нет 2 Левый PF PF Глубина 1.5 50 0,3 4,6
1020 48 F L Правый ТК, правый FC Аномальный Глиоз Мягкий 4 Правый HP HP Глубина 1 50 0,3 4,6
1022 24 RR — L (фМРТ) — 81 Нет 2 Левый HP HP Глубина 1 50 0.3 4,6
1024 36 F R Правый OPC Нормальный Глиоз L (неизвестно) — 100 HP Глубина 1 50 0,3 4,6
1026 24 F R Левый ATC, левый OC MTS 911li (Wada) — 112 Нет 4 Левый EC PH Глубина 0.5 50 0,3 4,6
1027 48 M R Правый TC правый IC, правый / левый FC Аномальный — L (f 93 Нет 2 Левый HP HP Глубина 1 50 0,3 4,6
1028 Аномальный CD, Глиоз L (Wada) — 103 Нет 3 Правый EC PH Субдуральный 1 50.3 4,6
1029 33 F R Левый FC Аномальный — — — 108 Мягкий 2 Субдуральный 3,5 50 0,3 4,6
1030 23 M L Левый MTL Gli 106 Нет 4 Левый PHC PH Глубина 0.5 50 0,3 4,6
1031 24 M R Правый FC правый TC Abnormal — 2 Правый PRC PH Глубина 1,5 50 0,3 4,6
1033 31 F R L (Wada) — 85 Нет 2 Левый PRC PH Глубина 1.5 50 0,3 4,6
1036 49 M L Левый ATC, левый MTL MTS HS Умеренный 4 Левый PRC PH Глубина 1 50 0,3 4,6
1042 27 L — R (фМРТ) Нет 114 Нет 2 Правый PF PF Субдуральный 1.5 50 0,3 4,6
1050 20 M R Левый ПК Новообразование DNET Двусторонний (Wada) 2 Левый TC TC Субдуральный 1,5 50 0,3 4,6
1060 36 F R Нормальный F Нормальный L (Wada) — 95 Мягкий 3 Правый PF PF Субдуральный 3 50 0.3 4,6
1069 26 M R Левый FC MCD — L (Wada) — — 72 PF Субдуральный 2,5 50 0,3 4,6
1111 20 M R Левый TC, левый OPC G1172 ) — 108 Нет 3 Левый PHC PH Глубина 0.75 50 0,3 4,6
Левый OC 1,5 50 0,3 4,6
1176 41 F R Правый MTL, правый IC MTS — Умеренный 3 Левый TC TC Глубина 1 50 0.3 4,6
1177 23 F R Левый TC TS — L (афазия) Нет 87 TC Субдуральный 1 50 0,3 4,6
HP справа Аномальный None 4 Abnormal слева MTL слева HS L (Wada) L (f1172) TS —
Тема . Возраст . Пол . Ручка . СОЗ . МРТ . Мозговой патол. . Латеральность языка . Стим. . vIQ . Устный . Сессий . Локализация . Целевой регион . Тип электрода . Усилитель. (мА) . Част. (Гц) . Ширина импульса (мс) . Продолжительность (с) .
1001 48 F R Правый TC Нормальный Глиоз L (fMRI) — 81 72 72 72 Глубина 1 50 0.3 4,6
1006 20 F R Правый FC MCD Глиоз L (fMRI) — 911 911 911 None HP Глубина 1 50 0,3 4,6
1016 31 F R Левый FC 71 Нет 2 Левый PF PF Субдуральный 3.5 50 0,3 4,6
1018 47 M L Левый FC, левый FPC Нормальный — Нет 2 Левый PF PF Глубина 1,5 50 0,3 4,6
1020 48 L Глиоз L (фМРТ) — 98 Легкий 4 Правый HP HP Глубина 1 50 0 50 3 4,6
1022 24 M R Атрофия, глиоз / энцефаломаляция — L (fMRIone) 71 72 72 72 72 Левый HP HP Глубина 1 50 0,3 4,6
1024 36 F R Правый OPC Нормальный — 100 Нет 3 Левый HP HP Глубина 1 50 0.3 4,6
1026 24 F R Левый ATC, левый OC MTS, Глиоз — Двусторонний (Wada) — Левый EC PH Глубина 0,5 50 0,3 4,6
1027 48 M R M R правый TC правый TC Аномальный — L (фМРТ) — 93 Нет 2 Левый HP HP Глубина 1 50 0.3 4,6
1028 27 F R Правый MTL Аномальный CD, Глиоз L (Wada) — 71 72 72 72 Правый EC PH Субдуральный 1 50 0,3 4,6
1029 33 F R Левый FC 108 Мягкий 2 Левый PF PF Субдуральный 3.5 50 0,3 4,6
1030 23 M L Левый MTL Нормальный Глиоз L ( 4 Левый PHC PH Глубина 0,5 50 0,3 4,6
1031 24 M R Abnormal M L (афазия) — 110 Умеренная 2 Правая PRC PH Глубина 1.5 50 0,3 4,6
1033 31 F R Правый TC Atrophy — L (Wada) 2 Левый PRC PH Глубина 1,5 50 0,3 4,6
1036 49 M L M Двусторонний (Wada) — 93 Умеренный 4 Левый PRC PH Глубина 1 50 0.3 4,6
1042 27 F L Правый TC MCD — R (fMRI) Нет 1141172 PF Субдуральный 1,5 50 0,3 4,6
1050 20 M R Левый ПК Ne1171 Ne1172 Нет 95 Мягкий 2 Левый TC TC Субдуральный 1.5 50 0,3 4,6
1060 36 F R Правый TC Нормальный Глиоз L (Wada) 3 Правый PF PF Субдуральный 3 50 0,3 4,6
1069 26 M слева — — Мягкий 2 Левый PF PF Субдуральный 2.5 50 0,3 4,6
1111 20 M R Левый ТК, левый OPC Глиоз Глиоз Отсутствует 3 Левый PHC PH Глубина 0,75 50 0,3 4,6
9117 слева 3 Левый TC TC Субдуральный 1.5 50 0,3 4,6
1176 41 F R Правый MTL, правый IC MTS — L (Wada) Умеренный 3 Левый TC TC Глубина 1 50 0,3 4,6
1177 23 F Левый L (афазия) Нет 87 Умеренный 4 Левый TC TC Субдуральный 1 50 0.3 4,6
Таблица 1
Резюме клинических профилей пациентов и экспериментов по стимуляции, использованных для оценки влияния на кодирование памяти
HP справа Аномальный None 4 Abnormal слева MTL слева HS L (Wada) L (f1172) TS —
Субъект . Возраст . Пол . Ручка . СОЗ . МРТ . Мозговой патол. . Латеральность языка . Стим. . vIQ . Устный . Сессий . Локализация . Целевой регион . Тип электрода . Усилитель. (мА) . Част. (Гц) . Ширина импульса (мс) . Продолжительность (с) .
1001 48 F R Правый TC Нормальный Глиоз L (fMRI) — 81 72 72 72 Глубина 1 50 0.3 4,6
1006 20 F R Правый FC MCD Глиоз L (fMRI) — 911 911 911 None HP Глубина 1 50 0,3 4,6
1016 31 F R Левый FC 71 Нет 2 Левый PF PF Субдуральный 3.5 50 0,3 4,6
1018 47 M L Левый FC, левый FPC Нормальный — Нет 2 Левый PF PF Глубина 1,5 50 0,3 4,6
1020 48 L Глиоз L (фМРТ) — 98 Легкий 4 Правый HP HP Глубина 1 50 0 50 3 4,6
1022 24 M R Атрофия, глиоз / энцефаломаляция — L (fMRIone) 71 72 72 72 72 Левый HP HP Глубина 1 50 0,3 4,6
1024 36 F R Правый OPC Нормальный — 100 Нет 3 Левый HP HP Глубина 1 50 0.3 4,6
1026 24 F R Левый ATC, левый OC MTS, Глиоз — Двусторонний (Wada) — Левый EC PH Глубина 0,5 50 0,3 4,6
1027 48 M R M R правый TC правый TC Аномальный — L (фМРТ) — 93 Нет 2 Левый HP HP Глубина 1 50 0.3 4,6
1028 27 F R Правый MTL Аномальный CD, Глиоз L (Wada) — 71 72 72 72 Правый EC PH Субдуральный 1 50 0,3 4,6
1029 33 F R Левый FC 108 Мягкий 2 Левый PF PF Субдуральный 3.5 50 0,3 4,6
1030 23 M L Левый MTL Нормальный Глиоз L ( 4 Левый PHC PH Глубина 0,5 50 0,3 4,6
1031 24 M R Abnormal M L (афазия) — 110 Умеренная 2 Правая PRC PH Глубина 1.5 50 0,3 4,6
1033 31 F R Правый TC Atrophy — L (Wada) 2 Левый PRC PH Глубина 1,5 50 0,3 4,6
1036 49 M L M Двусторонний (Wada) — 93 Умеренный 4 Левый PRC PH Глубина 1 50 0.3 4,6
1042 27 F L Правый TC MCD — R (fMRI) Нет 1141172 PF Субдуральный 1,5 50 0,3 4,6
1050 20 M R Левый ПК Ne1171 Ne1172 Нет 95 Мягкий 2 Левый TC TC Субдуральный 1.5 50 0,3 4,6
1060 36 F R Правый TC Нормальный Глиоз L (Wada) 3 Правый PF PF Субдуральный 3 50 0,3 4,6
1069 26 M слева — — Мягкий 2 Левый PF PF Субдуральный 2.5 50 0,3 4,6
1111 20 M R Левый ТК, левый OPC Глиоз Глиоз Отсутствует 3 Левый PHC PH Глубина 0,75 50 0,3 4,6
9117 слева 3 Левый TC TC Субдуральный 1.5 50 0,3 4,6
1176 41 F R Правый MTL, правый IC MTS — L (Wada) Умеренный 3 Левый TC TC Глубина 1 50 0,3 4,6
1177 23 F Левый L (афазия) Нет 87 Умеренный 4 Левый TC TC Субдуральный 1 50 0.3 4,6
HP справа Аномальный None 4 Abnormal слева MTL слева HS L (Wada) L (f1172) TS —
Тема . Возраст . Пол . Ручка . СОЗ . МРТ . Мозговой патол. . Латеральность языка . Стим. . vIQ . Устный . Сессий . Локализация . Целевой регион . Тип электрода . Усилитель. (мА) . Част. (Гц) . Ширина импульса (мс) . Продолжительность (с) .
1001 48 F R Правый TC Нормальный Глиоз L (fMRI) — 81 72 72 72 Глубина 1 50 0.3 4,6
1006 20 F R Правый FC MCD Глиоз L (fMRI) — 911 911 911 None HP Глубина 1 50 0,3 4,6
1016 31 F R Левый FC 71 Нет 2 Левый PF PF Субдуральный 3.5 50 0,3 4,6
1018 47 M L Левый FC, левый FPC Нормальный — Нет 2 Левый PF PF Глубина 1,5 50 0,3 4,6
1020 48 L Глиоз L (фМРТ) — 98 Легкий 4 Правый HP HP Глубина 1 50 0 50 3 4,6
1022 24 M R Атрофия, глиоз / энцефаломаляция — L (fMRIone) 71 72 72 72 72 Левый HP HP Глубина 1 50 0,3 4,6
1024 36 F R Правый OPC Нормальный — 100 Нет 3 Левый HP HP Глубина 1 50 0.3 4,6
1026 24 F R Левый ATC, левый OC MTS, Глиоз — Двусторонний (Wada) — Левый EC PH Глубина 0,5 50 0,3 4,6
1027 48 M R M R правый TC правый TC Аномальный — L (фМРТ) — 93 Нет 2 Левый HP HP Глубина 1 50 0.3 4,6
1028 27 F R Правый MTL Аномальный CD, Глиоз L (Wada) — 71 72 72 72 Правый EC PH Субдуральный 1 50 0,3 4,6
1029 33 F R Левый FC 108 Мягкий 2 Левый PF PF Субдуральный 3.5 50 0,3 4,6
1030 23 M L Левый MTL Нормальный Глиоз L ( 4 Левый PHC PH Глубина 0,5 50 0,3 4,6
1031 24 M R Abnormal M L (афазия) — 110 Умеренная 2 Правая PRC PH Глубина 1.5 50 0,3 4,6
1033 31 F R Правый TC Atrophy — L (Wada) 2 Левый PRC PH Глубина 1,5 50 0,3 4,6
1036 49 M L M Двусторонний (Wada) — 93 Умеренный 4 Левый PRC PH Глубина 1 50 0.3 4,6
1042 27 F L Правый TC MCD — R (fMRI) Нет 1141172 PF Субдуральный 1,5 50 0,3 4,6
1050 20 M R Левый ПК Ne1171 Ne1172 Нет 95 Мягкий 2 Левый TC TC Субдуральный 1.5 50 0,3 4,6
1060 36 F R Правый TC Нормальный Глиоз L (Wada) 3 Правый PF PF Субдуральный 3 50 0,3 4,6
1069 26 M слева — — Мягкий 2 Левый PF PF Субдуральный 2.5 50 0,3 4,6
1111 20 M R Левый ТК, левый OPC Глиоз Глиоз Отсутствует 3 Левый PHC PH Глубина 0,75 50 0,3 4,6
9117 слева 3 Левый TC TC Субдуральный 1.5 50 0,3 4,6
1176 41 F R Правый MTL, правый IC MTS — L (Wada) Умеренный 3 Левый TC TC Глубина 1 50 0,3 4,6
1177 23 F Левый L (афазия) Нет 87 Умеренный 4 Левый TC TC Субдуральный 1 50 0.3 4,6
Рисунок 1
Стимуляция височной коры улучшает вербальную память. ( A ) Схема построения задания на вербальную память свободного вспоминания, состоящего из трех последовательных этапов. ( B ) Участок стимуляции на височной коре (пара красных электродов) и в коре парагиппокампа (синий кружок), использованный для Субъекта 1111. ( C ) Показатели памяти Субъекта 1111 во время всех сеансов стимуляции.Общие баллы за сеанс выделены жирным шрифтом и разбиты на баллы по стимулированным (слева направо) и нестимулированным спискам слов (справа). ( D ) Производительность памяти всех четырех субъектов, стимулированных в средней височной извилине и еще одной цели у двух пациентов (* P <0,05, тест перестановки). ( E ) Парный тест t — сравнение показателей памяти испытуемых в стимулированном и нестимулированном списках (** P <0,01). Все данные представлены как среднее значение ± стандартная ошибка среднего (SEM).
Рисунок 1
Стимуляция височной коры улучшает вербальную память. ( A ) Схема построения задания на вербальную память свободного вспоминания, состоящего из трех последовательных этапов. ( B ) Участок стимуляции на височной коре (пара красных электродов) и в коре парагиппокампа (синий кружок), использованный для Субъекта 1111. ( C ) Показатели памяти Субъекта 1111 во время всех сеансов стимуляции. Общие баллы за сеанс выделены жирным шрифтом и разбиты на баллы по стимулированным (слева направо) и нестимулированным спискам слов (справа).( D ) Производительность памяти всех четырех субъектов, стимулированных в средней височной извилине и еще одной цели у двух пациентов (* P <0,05, тест перестановки). ( E ) Парный тест t — сравнение показателей памяти испытуемых в стимулированном и нестимулированном списках (** P <0,01). Все данные представлены как среднее значение ± стандартная ошибка среднего (SEM).
Электрическая стимуляция применялась между парами соседних электродных контактов в определенных областях мозга во время кодирования слов для последующего воспроизведения (рис.1A), используя фиксированный набор параметров (таблица 1 и дополнительный материал), взятый из недавнего отчета об улучшении памяти (Suthana et al. , 2012). Только параметр амплитуды варьировался в фиксированном узком диапазоне по отношению к другим клиническим факторам, связанным с безопасностью и лечением пациентов. У каждого пациента была стимуляция от одной до двух целей мозга, и здесь мы сосредоточились на целях, локализованных в четырех областях мозга декларативной системы памяти. Конкретные электроды в целевой области мозга были выбраны на основе ранее описанного последующего эффекта памяти (Kahana, 2006; Sederberg et al., 2007) в высоком гамма-диапазоне (Дополнительный материал). Безопасная амплитуда тока для стимуляции была определена для выбранных электродов при предварительной оценке остаточных разрядов (дополнительный материал). В анализ данных необходимо было включить по крайней мере два сеанса стимуляции в одной из четырех исследованных областей мозга (таблица 1), чтобы обеспечить достаточное количество образцов для оценки средней производительности в нестимулированных списках ( n > 5 списков) . Также сравнивались дополнительные данные от одиночных сеансов стимуляции, а также подмножество данных от стимуляции полушария с преобладанием языка (дополнительный материал).В исследуемой группе из 22 человек семь стимулировались в парагиппокампе, шесть — в гиппокампе, четыре — в височной коре, шесть — в префронтальной коре, а один субъект стимулировался в двух из этих областей (таблица 1). Количество сеансов, проведенных с каждым пациентом, определялось продолжительностью мониторинга приступов (диапазон ~ 2–14 дней) и желанием участвовать в исследовании. Сеансам стимуляции предшествовали, по крайней мере, два контрольных сеанса только для записи без стимуляции, чтобы ознакомить испытуемых с задачами и уменьшить потенциальные эффекты обучения.Субъекты были проинструктированы о процедуре стимуляции, но не знали о местонахождении места стимуляции. Перед началом любого сеанса стимуляции экспериментатор удостоверился, что не было вторичных разрядов и никаких субъективных ощущений от стимуляции.
Все статистические тесты были выполнены в MATLAB (MathWorks Inc.) с использованием встроенных и специально написанных кодов. Влияние стимуляции на производительность памяти у отдельных субъектов (рис. 1D) оценивалось с использованием процедуры перестановочного теста — поведенческие оценки всех сессий с заданной целью стимуляции сравнивались с использованием разницы в средних значениях из стимулированных и нестимулированных списков, которая была пересчитывается после случайного перемешивания меток типов списка 10 000 раз для получения распределения перемешанных баллов разницы.Тест на перестановку был значимым при уровне P <0,05, если исходная оценка разницы без перетасовки меток была выше (улучшение) или ниже (ухудшение), чем 95% оценок при перемешанном распределении. Та же процедура перестановки использовалась для сравнения среднего балла, полученного от пациентов, подвергшихся стимуляции в височной коре и других областях мозга. Парный тест t использовали для сравнения нормализованных средних поведенческих баллов в списках стимулированных и нестимулированных четырех субъектов височной коры.Тест ANOVA был использован для сравнения эффекта стимуляции в четырех исследуемых регионах на производительность памяти с помощью сравнения Tukey-Kramer post hoc 95% доверительных интервалов (ДИ) средних значений. Подробнее см. Дополнительные материалы.
Результаты
Эффект раздражения в боковой височной коре
Во-первых, мы обнаружили, что стимуляция в доминирующей боковой височной неокортексе субъекта с помощью нескольких сеансов стимуляции (рис.1B) увеличивало количество запоминаемых слов выше нормального диапазона по сравнению с сеансами со стимуляцией в парагиппокампальной области (рис. 1C). В отличие от области парагиппокампа, эффективность памяти в каждом сеансе по спискам слов со стимуляцией височной коры была постоянно выше, чем в контрольных списках без стимуляции, и выше нормального диапазона (рис. 1C). Тот же субъект также сообщил о субъективном опыте улучшения мысленного «изображения» слов во время сеансов стимуляции височной коры головного мозга (дополнительное видео 1).У двух из четырех пациентов, стимулированных в боковой височной коре, наблюдался положительный эффект на вспоминание; у двух других пациентов наблюдалась положительная тенденция, которая не наблюдалась при стимуляции в другой области мозга (рис. 1D). На уровне всей группы запоминание стимулированных списков слов было значительно выше (парные t -тест, P = 0,0067, Df = 3), чем нестимулированные списки (рис. 1E). Мы заметили, что стимуляция имела значительный положительный эффект даже у субъектов с легким (Субъект 1050) или отсутствующим (Субъект 1111) дефицитом вербальной памяти, как описано в их соответствующих нейропсихологических оценках (Таблица 1).
Сопоставление участков стимуляции с электрофизиологической активностью
Каждая экспериментальная сессия состояла из 20 списков со стимуляцией и пяти без стимуляции (рис. 1). Стимуляция применялась во время предъявления двух последовательных слов с последующим предъявлением двух других слов без какой-либо стимуляции, чтобы сделать возможным электрофизиологический анализ без стимульного артефакта. Нет разницы в запоминании стимулированных слов и нестимулированных слов (парные t -тест, P = 0.37, n = 4, Df = 3) в списках стимуляции наблюдалось (дополнительный рис. 1), но улучшение поведения наблюдалось на уровне всех списков. Это говорит о том, что положительный эффект стимуляции продолжался после периода введения электрического тока (4,6 с) и модулированного кодирования всего списка стимуляции. Для дальнейшего изучения этой поведенческой модуляции мы нанесли на карту спектральную активность в электрофизиологических записях, индуцированную во время кодирования списков слов (рис.2А и Б). Мы сосредоточились на высокой гамма-активности (62–118 Гц), которая ранее была связана с когнитивной обработкой у людей (Kucewicz et al. , 2014) и, как известно, предсказывает успешное кодирование памяти (Kahana, 2006; Sederberg et al. , 2007). В этом анализе post hoc мы обнаружили, что участки стимуляции в левой боковой височной коре были локализованы в непосредственной близости от дискретных фокусов индуцированного высокого гамма-ответа на представление слова у субъектов 1050 и 1111 (рис.2B и C). Точное расположение этих фокусов с высокой гамма-реакцией в височной коре было индивидуальным для каждого пациента и не наблюдалось у субъектов 1176 и 1177. Фокусы с высокой гамма-активностью были характерны не только для полушария с преобладанием языка (таблица 1 и дополнительный рисунок 2). , что предполагает активацию широко распространенной сети, занимающейся этими задачами вербальной памяти. Их не наблюдали вблизи мест стимуляции в трех других исследованных областях мозга (дополнительный рис. 2). Все четыре пациента были стимулированы в левой боковой височной коре, в которой преобладала речь (таблица 2), хотя по результатам тестирования Wada у субъекта 1050 была установлена двусторонняя языковая локализация (таблица 1).
Рисунок 2
Локализация участков стимуляции височной коры относительно высокой гамма-активности, вызванной заданием. ( A ) Схема примерной сетки электродов 8 × 8, используемых для стимуляции височной коры у Субъекта 1050 (красными отмечены пара стимулирующих электродов). ( B ) Поверхностный график отображает значения пиковой мощности высокой гамма-активности, вызванной представлением слов для кодирования памяти, интерполированных по всем 64 сеточным электродам на нижней поверхности мозга Субъекта 1050 (электроды отмечены синими точками).( C ) Аналогичные участки поверхности отображаются для остальных трех пациентов (субъект 1176 был стимулирован с помощью глубинного электрода). Обратите внимание на то, что участки стимуляции (отмечены красным) расположены вблизи очагов высокой гамма-активности в височной коре головного мозга субъектов 1050 и 1111.
Рисунок 2
Локализация участков стимуляции височной коры относительно высокой гамма-активности, вызванной заданием. ( A ) Схема примерной сетки электродов 8 × 8, используемых для стимуляции височной коры у Субъекта 1050 (красными отмечены пара стимулирующих электродов).( B ) Поверхностный график отображает значения пиковой мощности высокой гамма-активности, вызванной представлением слов для кодирования памяти, интерполированных по всем 64 сеточным электродам на нижней поверхности мозга Субъекта 1050 (электроды отмечены синими точками). ( C ) Аналогичные участки поверхности отображаются для остальных трех пациентов (субъект 1176 был стимулирован с помощью глубинного электрода). Обратите внимание на то, что участки стимуляции (отмечены красным цветом) расположены рядом с очагами высокой гамма-активности в височной коре головного мозга субъектов 1050 и 1111.
Чтобы оценить влияние стимуляции височной коры на спектральную мощность, мы использовали мощность в нескольких частотных диапазонах в качестве характеристик для классификатора (дополнительный материал), чтобы дополнительно исследовать, могут ли параметры амплитуды и частоты потенциально быть скорректированы для отдельных пациентов, стимулированных в височная кора. Для этого мы использовали тот же электрод-мишень для тестирования ряда параметров в дополнительном эксперименте во время спокойного бодрствования вне задачи. Фиксированные параметры, которые мы использовали в задачах памяти (50 Гц, 1.0–1,5 мА), взятые из предыдущего исследования (Suthana et al. , 2012), оказались оптимальными только для одного из четырех пациентов (Субъект 1111), стимулированных в височной коре (дополнительный рис. 3). У двух из четырех пациентов более высокие частоты (Субъект 1050) или более низкие амплитуды (Субъект 1177), как было предсказано, будут оказывать большее влияние на модуляцию спектральной мощности и потенциально на поведенческие характеристики (не исследовались в этом исследовании), чем фиксированная частота и диапазон параметры амплитуды, используемые для оценки влияния на кодирование памяти в этом исследовании.Это говорит о том, что модели стимуляции можно оптимизировать для улучшения модулирующего воздействия на электрофизиологическую активность и производительность памяти.
Эффект стимуляции в четырех областях декларативной памяти человека
Наконец, мы проверили, был ли поведенческий эффект стимуляции специфическим для боковой височной коры, сравнив его с экспериментами со стимулирующими электродами в одной из трех других исследованных областей мозга (рис. 3А).Стимуляция по-разному влияла на производительность памяти во всех областях мозга (тест ANOVA, P = 0,0019, F = 7,31, Df = 22). Группа височной коры отличалась от других трех стимулированных областей мозга ( P <0,05, сравнение Тьюки post hoc с 95% доверительным интервалом), показывая единственный положительный эффект на производительность памяти (рис. 3B). Остальные три группы существенно не отличались друг от друга. Та же картина была подтверждена, когда в этот анализ были включены данные пациентов, завершивших только один сеанс, или когда были исключены данные пациентов, подвергшихся стимуляции в недоминантном полушарии (дополнительный рис.4) — только группа стимуляции височной коры положительно влияла на вербальную память. Вероятность получения более положительного среднего эффекта при использовании комбинаций четырех случайно выбранных оценок из всех 23 полученных была значительно ниже вероятности (тест перестановки, P = 0,0003) даже при включении данных с пациентами, завершившими только один сеанс ( P = ). 0,005; Дополнительный материал).
Рисунок 3
Улучшение памяти, вызванное стимуляцией, характерно для височной коры. ( A ) Локализация четырех участков стимуляции в средней извилине височной коры (красный), которая выделена белым цветом, и 19 других протестированных участков (черный), визуализированных на единой прозрачной поверхности мозга. ( B ) Стимуляция улучшает характеристики памяти у четырех субъектов, стимулированных в височной коре (TC; красные столбцы; каждая полоса — это один субъект) по сравнению с другими исследованными областями мозга (PH = область парагиппокампа; HP = гиппокамп; PF = префронтальная кора).Сравнение Tukey-Kramer post hoc ANOVA (правая сторона) показывает, что средние значения височной коры значительно выше, чем парагиппокампальная область, гиппокамп, префронтальная кора ( P <0,05). Обратите внимание, что только группа височной коры демонстрирует положительный эффект стимуляции.
Рисунок 3
Улучшение памяти, вызванное стимуляцией, характерно для височной коры. ( A ) Локализация четырех участков стимуляции в средней извилине височной коры (красный), которая выделена белым цветом, и 19 других протестированных участков (черный), визуализированных на единой прозрачной поверхности мозга.( B ) Стимуляция улучшает характеристики памяти у четырех субъектов, стимулированных в височной коре (TC; красные столбцы; каждая полоса — это один субъект) по сравнению с другими исследованными областями мозга (PH = область парагиппокампа; HP = гиппокамп; PF = префронтальная кора). Сравнение Tukey-Kramer post hoc ANOVA (правая сторона) показывает, что средние значения височной коры значительно выше, чем парагиппокампальная область, гиппокамп, префронтальная кора ( P <0,05). Обратите внимание, что только группа височной коры демонстрирует положительный эффект стимуляции.
Обсуждение
Наши результаты показывают, что прямая стимуляция головного мозга в доминирующей боковой височной коре может улучшить вербальную память у пациентов. Предыдущие исследования, которые преимущественно стимулировали мишени в мезиальных структурах височных долей, сообщали о положительных и отрицательных эффектах в других задачах вербальной и невербальной памяти (Suthana and Fried, 2014; Kim et al. , 2016). Здесь мы сосредоточились на конкретной задаче для вербальной кратковременной памяти с учетом данных исследований по картированию стимуляции, которые предполагали участие этой области в семантической сети мозга (Ojemann et al., 1989; Tune and Asaridou, 2016). Эта область также перекрывается с областью коры головного мозга, нанесенной на карту с участками, где у пациентов с эпилепсией возникали сознательные воспоминания (Penfield and Perot, 1963). Сайты стимуляции в нашем исследовании были локализованы вокруг доминирующей средней височной извилины, которая связана с обработкой семантической информации (Binder et al. , 2009). Следовательно, эта область мозга представляет собой жизнеспособную цель для изучения улучшения вербальной памяти. Его роль в других невербальных формах декларативных функций памяти не ясна.
Мы обнаружили отдельные области в этой области, где кодирование слов вызывало высокую гамма-активность, что может указывать на более точную локализацию обработки информации и, таким образом, картировать потенциальные целевые сайты для стимуляции в этой и, возможно, других областях височной коры. Эта активность наблюдалась как в доминантном, так и в недоминантном полушарии, а также за пределами областей, картированных во время картирования корковой стимуляции языковых функций, выполняемых у подгруппы пациентов. Следовательно, вряд ли он будет биомаркером обработки только вербальной информации в этих задачах.Высокочастотная активность в гамма-диапазонах и выше ранее была связана с когнитивной обработкой в задачах памяти человека в целом (Kahana, 2006; Lachaux et al. , 2012; Kucewicz et al. , 2014), и было предложено отразить лежащие в основе активность нейронных сборок. Модуляция этой активности с помощью прямой электростимуляции представляет собой один из возможных механизмов описанного эффекта улучшения памяти. В текущем исследовании пациенты, которых стимулировали в доминирующей боковой височной коре, показали положительную модуляцию производительности памяти.Ни у одного из пациентов не проводилась стимуляция недоминантной височной коры, поэтому на основании наших текущих данных невозможно определить, возможно ли улучшение памяти при недоминантной стимуляции височной доли. В будущем было бы идеально включить априорных знаний о локализации языковой функции при выборе целевых областей стимуляции, активируемых в задачах.
Однако даже при прямом доступе имплантированных электродов к мозгу понимание электрофизиологических эффектов стимулирующего тока, распространяющегося по кортикальной поверхности, остается серьезной проблемой (Borchers et al., 2012). Следовательно, в настоящее время неизвестно, может ли стимуляция в фокусе или по периметру очагов высокой гамма-активности, на извилине или борозде, с глубины и субдурального поверхностного контакта электрода или с другими параметрами изменить описанные эффекты. Наши, а также другие исследования стимуляции с этой группой пациентов ограничены ограниченным диапазоном целей и параметров, которые могут быть исследованы, что продиктовано клиническими факторами, такими как области эпилептогенной активности или активности после выписки.Тем не менее, мы наблюдали значительное улучшение памяти у субъектов, стимулированных в непосредственной близости от индуцированной высокой гамма-активности, что является возможным биомаркером для выбора целевых участков стимуляции.
Механизм воздействия стимуляции на электрофизиологическую активность и вспоминание требует дальнейшего изучения. Прямая стимуляция мозга не обязательно является наиболее подходящей техникой для изучения этих механизмов, поскольку считается, что она преимущественно активирует аксоны нейронов, а не тела клеток (Perlmutter and Mink, 2006) и, таким образом, оказывает влияние на всю сеть локальных и дистальных мозговых связей.Следовательно, возможно, что стимуляция височной коры срабатывала за счет активации центра семантической сети мозга, а не отдельной области мозга (Kim et al. , 2016). Эта гипотеза может быть проверена на животных моделях, сочетающих другие методы, такие как картирование изображений кальция, на примере исследования микростимуляции у крыс, которое показало широко распространенную активацию редких скоплений связанных нейронов вместо локальных популяций, окружающих стимулирующий электрод (Histed et al., 2009 г.). Текущие исследования на людях ограничиваются стандартными клиническими контактами макроэлектрода (1–10 мм ²), которые разделены на 5–10 мм. Использование глубинных или субдуральных поверхностных электродных контактов — еще один фактор, который может влиять на модулирующий эффект стимуляции на нервную активность. Пространственный масштаб в любом из этих двух типов электродов вряд ли будет оптимальным для записи, стимуляции и модуляции нейронных сборок, лежащих в основе кодирования и воспроизведения памяти. Мы предполагаем, что будущие исследования с использованием электродных решеток с высоким пространственным разрешением будут способствовать развитию этой области (Worrell et al., 2012).
Несмотря на эти механистические ограничения, наше исследование продвигает область в нескольких важных аспектах. Прежде всего, этот совместный проект преодолевает ограничение небольшого числа пациентов, изученных в предыдущих отчетах об улучшении памяти ( n <6) из отдельных исследовательских групп (Kim et al. , 2016), делая наш более крупный набор данных из несколько сайтов более воспроизводимы. Во-вторых, мы смогли проверить эффекты стимуляции в четырех различных областях мозга.Наконец, положительный эффект стимуляции был зарегистрирован у отдельных пациентов, испытанных в течение нескольких дней сеансов стимуляции, на уровне группы пациентов, стимулированных в височной коре, и между четырьмя группами, стимулированными в разных областях мозга. В предыдущих исследованиях сообщалось о положительных эффектах либо в виде отдельного случая (Hamani et al. , 2008), либо как групповой эффект без значительного улучшения у отдельных пациентов (Suthana et al. , 2012) или без статистической оценки ( Miller et al., 2015). Все эти исследования, включая наше, ограничены числом доступных пациентов, различными клиническими аспектами в этой популяции пациентов, такими как индивидуальные патологии, лекарственные препараты и когнитивные сопутствующие заболевания, которые необходимо решать путем дальнейшего увеличения количества субъектов и оценки эффекта исходного уровня. дефицит функций вербальной памяти. Для решения этих проблем необходимы исследования на животных моделях. Другой остающийся вопрос в этой области — выяснение природы когнитивных процессов, модулируемых стимуляцией.Стимуляция может улучшить обработку памяти как таковую или связанный с ней процесс, такой как внимание и восприятие. Оба были предложены для возможных функций гамма-колебаний (Таллон-Бодри и Бертран, 1999; Дженсен и др. , 2007), и все эти процессы будут способствовать вероятности отзыва. На данный момент неизвестно, может ли положительный эффект стимуляции в этой области мозга распространяться на другие вербальные и невербальные функции памяти, и будет ли стимуляция в недоминантном полушарии иметь другой эффект.
Решение этих и других проблем, связанных с прямой стимуляцией мозга для улучшения памяти, потенциально может быть применено в клинической практике. Например, обнаружение того, что электрическая стимуляция средней доминирующей височной извилины может улучшить процессы памяти, может дать намек на то, почему некоторые пациенты, перенесшие хирургическое удаление этой области, жалуются на дефицит вербальной памяти. Знания о специфических для пациента областях мозга, участвующих в обработке словесной памяти, могут быть использованы для руководства операцией по резекции или для продвижения альтернативных методов терапии.Наконец, сообщаемый эффект улучшения памяти может быть особенно полезен для разработки новых методов стимуляции для восстановления функций памяти и, таким образом, может быть применен в появляющихся технологиях интерфейса мозг-машина для лечения памяти и когнитивных функций у людей.
Благодарности
Мы благодарим Blackrock Microsystems Inc. за предоставление нейронных систем записи и стимуляции. Синди Нельсон и Карла Крокетт оказали техническую и административную помощь в тестировании пациентов и сборе данных в клинике Мэйо.Исаак Педисич предоставил программную и вычислительную инфраструктуру для анализа данных в рамках проекта. Анастасия Ляленко, Дебора Леви, Логан О’Салливан, Зейнаб Хелили провели сбор, хранение и составление отчетов в Университете Пенсильвании (координационный сайт RAM). Особая благодарность выражается Эбигейл Маги за ее помощь в управлении и анализе данных. Эта работа была бы невозможна без сотрудничества с местными отделениями нейрохирургии, радиологии и неврологии, медсестрами, техниками ЭЭГ, а также без целенаправленных усилий и участия пациентов и их семей.
Финансирование
Эта работа была поддержана программой DARPA Restooring Active Memory (RAM) (Соглашение о сотрудничестве N66001-14-2-4032). Взгляды, мнения и / или выводы, содержащиеся в этом материале, принадлежат авторам и не должны толковаться как отражающие официальные взгляды или политику Министерства обороны или правительства США. В.К. была дополнительно поддержана Чешским техническим университетом в Праге.
Дополнительные материалы
Дополнительные материалы доступны по адресу Brain онлайн.
Список литературы
Папка
JR
,
Desai
RH
,
Graves
WW
,
Conant
LL
.
Где семантическая система? Критический обзор и метаанализ 120 исследований функциональной нейровизуализации
.
Cereb Cortex
2009
;
19
:
2767
—
96
.
Borchers
S
,
Himmelbach
M
,
Logothetis
N
,
Karnath
H-O
.
Прямая электрическая стимуляция коры головного мозга человека — золотой стандарт для картирования функций мозга?
Nat Rev Neurosci
2012
;
13
:
63
—
70
.
Coleshill
SG
,
Binnie
CD
,
Morris
RG
,
Alarcón
G
,
van Emde Boas
W
,
Velis
DN
и др.
Материально-специфический дефицит памяти распознавания, вызванный односторонней электростимуляцией гиппокампа
.
J Neurosci
2004
;
24
:
1612
—
16
.
Эйхенбаум
H
.
Кортикально-гиппокампальная система декларативной памяти
.
Nat Rev Neurosci
2000
;
1
:
41
—
50
.
Fell
J
,
Staresina
BP
,
Do Lam
ATA
,
Widman
G
,
Helmstaedter
C
,
Elger
CE
и др.
Модуляция памяти слабой синхронной стимуляцией глубокого мозга: пилотное исследование
.
Стимул мозга
2013
;
6
:
270
—
3
.
Hamani
C
,
McAndrews
MP
,
Cohn
M
,
Oh
M
,
Zumsteg
D
,
Shapiro
CM
и др.
Улучшение памяти, вызванное глубокой стимуляцией гипоталамуса / свода головного мозга
.
Ann Neurol
2008
;
63
:
119
—
23
.
Харрисон
Дж
,
Оуэн
А
.
Когнитивные нарушения при заболеваниях головного мозга
. 1-е изд.
Лондон; Флоренция, Кентукки
:
CRC Press
;
2001
.
Гистед
MH
,
Бонин
V
,
Рейд
RC
.
Прямая активация редких, распределенных популяций корковых нейронов с помощью электрической микростимуляции
.
Neuron
2009
;
63
:
508
—
22
.
Jacobs
J
,
Miller
J
,
Lee
SA
,
Coffey
T
,
Watrous
AJ
,
Sperling
MR
и др.
Прямая электрическая стимуляция энторинальной области человека и гиппокампа ухудшает память
.
Neuron
2016
;
92
:
983
—
90
.
Jensen
O
,
Kaiser
J
,
Lachaux
J-P
.
Колебания гамма-частоты человека, связанные с вниманием и памятью
.
Trends Neurosci
2007
;
30
:
317
—
24
.
Johnson
MD
,
Lim
HH
,
Netoff
TI
,
Connolly
AT
,
Johnson
N
,
Roy
A
и др.
Нейромодуляция при расстройствах мозга: проблемы и возможности
.
IEEE Trans Biomed Eng
2013
;
60
:
610
—
24
.
Кахана
МДж
.
Когнитивные корреляты колебаний человеческого мозга
.
J Neurosci
2006
;
26
:
1669
—
72
.
Кахана
МДж
.
Основы памяти человека
.Нью-Йорк, Нью-Йорк:
Oxford University Press
,
2012
.
Ким
К
,
Экстрем
AD
,
Тандон
N
.
Сетевой подход к модуляции процессов памяти с помощью прямой и косвенной стимуляции мозга: к причинному подходу к нейронной основе памяти
.
Neurobiol Learn Mem
2016
;
134
:
162
—
77
.
Kucewicz
MT
,
Cimbalnik
J
,
Matsumoto
JY
,
Brinkmann
BH
,
Bower
MR
,
Vasoli
V
и др.
Высокочастотные колебания связаны с когнитивной обработкой в памяти распознавания человека
.
Brain J Neurol
2014
;
137
:
2231
—
44
.
Лашо
J-P
,
Axmacher
N
,
Mormann
F
,
Halgren
E
,
Crone
NE
.
Высокочастотная нейронная активность и познание человека: прошлое, настоящее и возможное будущее внутричерепных исследований ЭЭГ
.
Прог Нейробиол
2012
;
98
:
279
—
301
.
Миллер
JP
,
Sweet
JA
,
Bailey
CM
,
Munyon
CN
,
Luders
HO
,
Fastenau
PS
.
Зрительно-пространственная память может быть улучшена с помощью тета-всплеска глубокой стимуляции свода мозга: предварительное расследование с четырьмя случаями
.
Мозг
2015
;
138
:
1833
—
42
.
Ojemann
G
,
Ojemann
J
,
Lettich
E
,
Berger
M
.
Локализация коркового языка в левом, доминантном полушарии. Картирование электростимуляции у 117 пациентов
.
J Neurosurg
1989
;
71
:
316
—
26
.
Penfield
W
,
Perot
P
.
Запись слухового и зрительного восприятия мозгом
.
Мозг
1963
;
86
:
595
—
696
.
Перлмуттер
JS
,
Норка
JW
.
Глубокая стимуляция головного мозга
.
Annu Rev Neurosci
2006
;
29
:
229
—
57
.
Sahakian
BJ
,
Bruhl
AB
,
Cook
J
,
Killikelly
C
,
Savulich
G
,
Piercy
T
и др.
Влияние нейробиологии на общество: улучшение когнитивных функций при психоневрологических расстройствах и у здоровых людей
.
Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci
2015
;
370
:
20140214
.
Sederberg
PB
,
Schulze-Bonhage
A
,
Madsen
JR
,
Bromfield
EB
,
McCarthy
DC
,
Brandt
A
и др.
Гамма-колебания гиппокампа и неокортекса предсказывают формирование памяти у людей
.
Cereb Cortex 1991
2007
;
17
:
1190
—
6
.
Сутана
N
,
Жареный
I
.
Глубокая стимуляция мозга для улучшения обучения и памяти
.
Neuroimage
2014
;
85 (часть 3)
:
996
—
1002
.
Suthana
N
,
Haneef
Z
,
Stern
J
,
Mukamel
R
,
Behnke
E
,
Knowlton
B
и др.
Улучшение памяти и глубокая стимуляция энторинальной области головного мозга
.
N Engl J Med
2012
;
366
:
502
—
10
.
Таллон-Бодри
С
,
Бертран
О
.
Колебательная гамма-активность у человека и ее роль в представлении объектов
.
Trends Cogn Sci
1999
;
3
:
151
—
62
.
Тюнинг
S
,
Asaridou
SS
.
Стимуляция семантической сети: что ТМС может рассказать нам о роли задней средней височной извилины и угловой извилины?
J Neurosci
2016
;
36
:
4405
—
7
.
Worrell
GA
,
Jerbi
K
,
Kobayashi
K
,
Lina
JM
,
Zelmann
R
,
Le Van Quyen
M
.
Методы регистрации и анализа высокочастотных колебаний
.
Прог Нейробиол
2012
;
98
:
265
—
78
.
Заметки автора
© Автор (ы) (2018). Опубликовано Oxford University Press от имени Гарантов Мозга. Все права защищены. Для получения разрешений обращайтесь по электронной почте: [email protected]
(PDF) Стимуляция гиппокампа и судорожный фокус
16. Примроуз, округ Колумбия, Оджеман, Джорджия. Результат резекционной операции
по поводу височной эпилепсии.В: Lu
¨
ders H, редактор. Эпилепсия
хирургия. Нью-Йорк: Raven Press; 1961. с. 601-18.
17. Cahan LD, Sutherling W., McCullough MA. Обзор
20-летнего опыта UCLA в хирургии эпилепсии.
Клив Клин Дж. Мед 1984; 51: 313-23.
18. Энгель младший. Результат в отношении эпилептических припадков.
В: Энгель-младший, редактор. Хирургическое лечение эпилепсии.
Нью-Йорк: Raven Press; 1987. с. 553-69.
19. Радхакришнан К., Со Эль, Силберт П.Л., Джек С.Р. Младший, Кашино
G, Шарборо Ф.В., О’Брайен П.С. Предикторы исхода
передней височной лобэктомии по поводу трудноизлечимой эпилепсии.
Неврология 1998; 51: 465-71.
20. Helmstaedter C, Kurthen M, Lux S, Reuber M, Elger CE.
Хроническая эпилепсия и когнитивные способности: продольное исследование
височной эпилепсии. Энн Нейрол 2003; 54: 425-32.
21. Капур Н., Преветт М. Неожиданная амнезия: можно ли извлечь
уроков из случаев амнезии после
односторонней операции на височной доле? Brain 2003; 126
(Pt 12): 2573-85.
22. Тренерри М.Р., Джек С.Р. мл., Ивник Р.Дж., Шарбро Ф.В.,
Кашино Г.Д., Хиршорн К.А., Марш В.Р., Келли П.Дж.,
Мейер Ф.Б. Объемы гиппокампа и функция памяти МРТ до и после височной лобэктомии. Неврология
1993; 43: 1800-5.
23. Сковилл В.Б. и Милнер Б. Потеря недавней памяти после
двусторонних поражений гиппокампа. Дж. Нейрол 1957; 20: 11-21.
24. Weiss SR, Eidsath A, Li XL, Heynen T, Post RM.
Еще раз о тушении: постоянный ток низкого уровня препятствует разжиганию розжига
amı
´
gdala.Exp Neurol 1898; 154: 185-92.
25. Velasco AL, Velasco M, Velasco F, Me
´
nes D, Gordon F,
Rocha L, Briones M, Ma
´
rquez I. Подострая и хроническая
электрическая стимуляция гиппокамп на трудноизлечимых припадках височной доли
. Arch Med Res 2000; 31: 316-28.
26. Velasco M, Velasco F, VELASCO AL, Boleaga B, Jime
´
nez
F, Brito F, Ma
´
Rquez I.Подострая электрическая стимуляция гиппокампа
блокирует трудноизлечимые приступы височной доли и
пароксизмальную активность на ЭЭГ. Epilepsia 2000; 41: 158-69.
27. Веласко Ф., Веласко М., Веласко А.Л., Ме
´
nes D, Роча Л.
Электростимуляция при эпилепсии 1. Стимуляция колпачковых очагов гиппопотама. Стереотактная функция Neurosurg 2001; 77: 223-7.
28. Веласко М, Веласко Ф, Веласко А.Л. Центромедианная тала-
микростимуляция и электрическая стимуляция гиппокампа для контроля
трудноизлечимых эпилептических припадков.Clin Neurophys 2001;
18: 1-15.
29. Cuellar-Herrera M, Velasco M, Velasco F, Velasco AL,
Jime
´
nez F, Orozco S, Briones M, Rocha L. Оценка
системы ГАМК и повреждения клеток в парагиппокампе
пациентов с височной эпилепсией демонстрируют противоэпидемические эффекты.
лептические эффекты изменяют подострую электростимуляцию. Эпилеп-
sia 2004; 45: 459-66.
30. Веласко А.Л., Веласко Ф., Веласко М., Трехо Д., Кастро Г.,
Каррильо-Руис Дж. Д..Электрическая стимуляция эпилептических очагов гиппокампа
для контроля приступов: двойное слепое, долгосрочное наблюдение,
. Эпилепсия 2007; 48: 1895-903.
31. Кимура Д. Доминирование мозга и восприятие
вербальных стимулов. Can J Neuropsych 1961; 15: 166-71.
32. Войер Д. Надежность и величина асимметрии восприятия —
метрии в задаче распознавания дихотических слов. Нейропсия —
chology 2003; 17: 393-401.
33.Azan
˜
o
´
n-Gracia E, Sebastia
´
n-Gale
´
SN.Test de escucha
dico
´
tica en espan
˜
ol: pares de palabras bisila
´
bicas. Ред.
Neurol 2005; 41: 657-63.
34. Рей А. Требование дефиксации воспоминаний по существу
и одновременное присутствие объектов. Arch Psychol
1959; 37: 126-37.
35. Дойч Лезак М. Память I: тесты в нейрофсихологической оценке
. 3-е изд. Нью-Йорк: издательство Оксфордского университета;
1995. стр. 429-98.
36. Ostrosky-Solı
´
s F, Ardila A, Roselli M. Neuropsi краткая серия нейропсихологических тестов
на испанском языке с нормами по возрасту и уровню образования
. J Int Neuropsychol Soc
1999; 5: 413-33.
37. McCreery DB, Agnew WF, Yuen TG, Bullara L. Charge
плотность и заряд на фазу как кофакторы при нервном повреждении
, вызванном электростимуляцией.IEEE Trans Biomed
Eng 1990; 37: 996-1001.
38. Vonck K, Boon P, Achten E, De Reuck J, Caemaert J.
Долгосрочная стимуляция миндалевидного гиппокампа для рефракции.
временная височная эпилепсия. Ann Neurol 2002; 52: 556-65.
39. Теллез-Зентено Дж. Ф., Маклахлан Р. С., Паррент А., Кубу С. С.,
Вибе С. Электростимуляция гиппокампа в мезиальной области
височная эпилепсия. Неврология 2006; 66: 1-5.
40. Boon P, Vonck K, De Herdt V, Van Dycke A, Goethals M,
Goosens L, Van Zandijcke M, De Smedt T, Dewaele I,
Achten R, Wadman W, Dewaele F, Caemaert J ,
Ван Руст Д.Стимуляция глубокого мозга у пациентов с
рефрактерной височной эпилепсией. Эпилепсия 2007; 48:
1551-60.
41. Михара Т., Тоттори Т., Иноуэ Ю., Сейно М. Хирургические стратегии
для пациентов с дополнительной сенсомоторной областью
эпилепсия. Японский опыт. Adv Neurol 1996;
70: 405-14.
42. Смит-младший и Кинг Д.В. Хирургические стратегии для пациентов
с эпилепсией дополнительной сенсомоторной зоны. Опыт
Медицинского колледжа Джорджии.Адв. Neurol
1996; 70: 415-427.
43. Энгель Дж., Ван Несс П.К., Расмуссен ТБ, Оджеман Л.М.
Исход по поводу эпилептических припадков. В: Jerome
Engel J, редактор. Хирургическое лечение эпилепсии.
2-е изд. Нью-Йорк: Raven Press; 1993. стр. 609-21.
44. Оливье А. Хирургические стратегии для пациентов с добавками.
Тарная сенсомоторная эпилепсия. Монреальский опыт.
Adv Neurol 1996; 70: 429-43.
45.Спенсер Д.Д., Шумахер Дж. Хирургические стратегии для
пациентов с дополнительной сенсомоторной эпилепсией.
Опыт Йельского университета.
No related posts.

Субъект .	Возраст .	Пол .	Ручка .	СОЗ .	МРТ .	Мозговой патол..	Латеральность языка .	Стим. .	vIQ .	Устный .	Сессий .	Локализация .	Целевой регион .	Тип электрода .	Усилитель. (мА) .	Част. (Гц) .	Ширина импульса (мс) .	Продолжительность (с) .
1001	48	F	R	Правый TC	Нормальный	Глиоз	L (фМРТ)	—	81 72 72 72	Глубина	1	50	0,3	4,6
1006	20	F	R	Правый FC	MCD		Gli11	91	Нет	2	Правый HP	HP	Глубина	1	50	0.3	4,6
1016	31	F	R	Левый FC	Нормальный	Глиоз	—	Нет	71	F Нет	71	F Нет	71	Subdural	3,5	50	0,3	4,6
1018	47	M	L	Левый FC, левый FPC	—						—	85	Нет	2	Левый PF	PF	Глубина	1.5	50	0,3	4,6
1020	48	F	L	Правый ТК, правый FC	Аномальный	Глиоз			Мягкий	4	Правый HP	HP	Глубина	1	50	0,3	4,6
1022	24	RR		—	L (фМРТ)	—	81	Нет	2	Левый HP	HP	Глубина	1	50	0.3	4,6
1024	36	F	R	Правый OPC	Нормальный	Глиоз	L (неизвестно)	—	100	HP	Глубина	1	50	0,3	4,6
1026	24	F	R	Левый ATC, левый OC					MTS	911li (Wada)	—	112	Нет	4	Левый EC	PH	Глубина	0.5	50	0,3	4,6
1027	48	M	R	Правый TC правый IC, правый / левый FC	Аномальный	—		L (f	93	Нет	2	Левый HP	HP	Глубина	1	50	0,3	4,6
1028		Аномальный	CD, Глиоз	L (Wada)	—	103	Нет	3	Правый EC	PH	Субдуральный	1	50.3	4,6
1029	33	F	R	Левый FC	Аномальный	—	—	—	108			Мягкий 2	Субдуральный	3,5	50	0,3	4,6
1030	23	M	L	Левый MTL			Gli 106	Нет	4	Левый PHC	PH	Глубина	0.5	50	0,3	4,6
1031	24	M	R	Правый FC правый TC	Abnormal	—	2	Правый PRC	PH	Глубина	1,5	50	0,3	4,6
1033	31	F		R			L (Wada)	—	85	Нет	2	Левый PRC	PH	Глубина	1.5	50	0,3	4,6
1036	49	M	L	Левый ATC, левый MTL	MTS	HS			Умеренный	4	Левый PRC	PH	Глубина	1	50	0,3	4,6
1042	27	L		—	R (фМРТ)	Нет	114	Нет	2	Правый PF	PF	Субдуральный	1.5	50	0,3	4,6
1050	20	M	R	Левый ПК	Новообразование	DNET		Двусторонний (Wada)	2	Левый TC	TC	Субдуральный	1,5	50	0,3	4,6
1060	36	F	R				Нормальный	F		Нормальный L (Wada)	—	95	Мягкий	3	Правый PF	PF	Субдуральный	3	50	0.3	4,6
1069	26	M	R	Левый FC	MCD	—	L (Wada)	—	— 72	PF	Субдуральный	2,5	50	0,3	4,6
1111	20	M	R	Левый TC, левый OPC		G1172	)	—	108	Нет	3	Левый PHC	PH	Глубина	0.75	50	0,3	4,6
					Левый OC							1,5	50	0,3	4,6
1176	41	F	R	Правый MTL, правый IC	MTS	—			Умеренный	3	Левый TC	TC	Глубина	1	50	0.3	4,6
1177	23	F	R	Левый TC	TS	—	L (афазия)	Нет	87	TC	Субдуральный	1	50	0,3	4,6

Закрытая стимуляция улучшает память

Механизмы памяти и стимуляции

Новый метод

Стимуляция мозга полностью остановила припадки эпилепсии у мышей

Активация внутренних ресурсов мозга может помочь в лечении эпилепсии

Разработан метод неинвазивной глубокой стимуляции мозга

Глубокая стимуляция мозга влияет на память

Наука советует: хотите вспомнить — бегите | Научные открытия и технические новинки из Германии | DW

Электрическая стимуляция гиппокампа и энторинальной коры головного мозга ухудшает пространственную и временную память

Принадлежности

Авторы

Принадлежности

Абстрактный

Цифры

Похожие статьи

Процитировано

Типы публикаций

Условия MeSH

LinkOut — дополнительные ресурсы

Полнотекстовые источники

Прочие источники литературы

Медицинские

Оптогенетическая стимуляция инграммы гиппокампа активирует воспоминание о страхе

Стимуляция задне-медиальной сети гиппокампа улучшает связность и память, зависящие от задачи

Стимуляция мозга устраняет возрастную потерю памяти

Стимуляция побуждает мозг формировать лучшие воспоминания

Технология «обещает вмешаться в нарушения памяти» однажды

Доказательства улучшения вербальной памяти с помощью электрической стимуляции мозга в боковой височной коре | Мозг

Аннотация

Введение

Материалы и методы

Результаты

Эффект раздражения в боковой височной коре

Сопоставление участков стимуляции с электрофизиологической активностью

Эффект стимуляции в четырех областях декларативной памяти человека

Обсуждение

Благодарности

Финансирование

Дополнительные материалы

Список литературы

Заметки автора

(PDF) Стимуляция гиппокампа и судорожный фокус

Написать ответ Отменить ответ