Das Synchronisieren von Gehirnwellen kann altersbedingte Gedächtnisprobleme bekämpfen
Das Gedächtnis kann sich aufgrund des Alters auf natürliche Weise verschlechtern, und selbst wenn dieser Prozess nicht mit neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer zusammenhängt, kann er die Lebensqualität eines Menschen beeinträchtigen. Jetzt suchen Forscher der Boston University in Massachusetts nach Wegen, um den altersbedingten Gedächtnisverlust zu bekämpfen.
„Das Arbeitsgedächtnis […] ist ein grundlegender Baustein der menschlichen Kognition“, erklärt Dr. Robert Reinhart, Direktor des Visual Cognitive Neuroscience Laboratory der Universität.
"Es wird klassisch als" Werkbank des Geistes "oder" Skizzenblock des Geistes "bezeichnet. Es ermöglicht uns, Informationen über einen Zeitraum von Sekunden in unserem Geist zu halten", fährt er fort.
Im Wesentlichen ist dies die Art von Gedächtnis, die es einer Person ermöglicht, spontane Berechnungen und Einschätzungen vorzunehmen und durch Situationen des täglichen Lebens zu navigieren.
Das Arbeitsgedächtnis nimmt jedoch natürlich auch mit zunehmendem Alter ab, was bedeutet, dass es für eine Person mit zunehmendem Alter möglicherweise schwieriger ist, bestimmte Aufgaben auszuführen, z. B. den Überblick über ihre Finanzen zu behalten.
„Im Arbeitsgedächtnis […] denken wir, lösen Probleme, überlegen, planen, führen mathematische Berechnungen durch und treffen Entscheidungen. Hier lebt im Wesentlichen das Bewusstsein. "
Robert Reinhart, Ph.D.
Aus diesem Grund haben Reinhart und Kollegen beschlossen, zu untersuchen, warum das Arbeitsgedächtnis mit zunehmendem Alter abnimmt, und experimentelle Methoden zu testen, um diesen Rückgang umzukehren.
„Eines der Hauptziele im Bereich des neurokognitiven Alterns ist es, die Gehirngrundlage für den Rückgang des Arbeitsgedächtnisses beim Altern zu verstehen, und dies ist eines der Ziele, die wir in dieser [neuen] Arbeit zu erreichen versucht haben“, sagt Reinhart.
Die Forscher präsentieren ihre Ergebnisse in einem Artikel, der jetzt in der Zeitschrift veröffentlicht wird Naturneurowissenschaften.
Die Bedeutung der Synchronizität von Gehirnwellen
Die Autoren stellen fest, dass die Arbeitstheorie bisher lautete: Diese Art von Gedächtnis wird später im Leben getroffen, weil Gehirnbereiche, die normalerweise zusammenarbeiten würden, nicht mehr synchron sind.
Ein Schlüsselmerkmal dieser Desynchronisation, so erklären sie weiter, ist die Störung von Gehirnwellen - Muster elektrischer Aktivität, die auf die Aktivität von Gehirnzellen hinweisen -, die normalerweise koordinieren würden. Wissenschaftler nennen diese Koordination "Kreuzfrequenzkopplung".
Insbesondere verbinden die Forscher die Aufrechterhaltung des Arbeitsgedächtnisses mit der Kreuzfrequenzkopplung zweier Arten von Gehirnwellen, Gamma und Theta, in den präfrontalen und zeitlichen Regionen des Gehirns.
Um zu bestätigen, dass die Theta- und Gamma-Gehirnwellen bei älteren Erwachsenen nicht mehr synchron waren, verwendeten Reinhart und Kollegen EEG-Scans, um die Gehirnaktivität von zwei Kohorten zu überwachen: 42 Teilnehmer im Alter von 20 bis 29 Jahren und 42 Teilnehmer im Alter von 60 bis 76 Jahren.
In der Tat stellten die Wissenschaftler fest, dass die älteren Erwachsenen während der Arbeitsgedächtnisaufgaben schlechter abschnitten als die jüngeren Erwachsenen, und sie zeigten auch eine „Entkopplung“ der Theta- und Gamma-Gehirnwellen.
Auf dieser Grundlage stellten die Forscher die Hypothese auf, dass die Verwendung einer elektrischen Hirnstimulation zur Resynchronisation der beiden Arten von Gehirnwellen die Arbeitsgedächtniskapazitäten in der älteren Kohorte wiederherstellen könnte.
Reinhart sagt daher: „Wir haben eine innovative neurowissenschaftliche Methode entwickelt, bei der das menschliche Gehirn auf sehr spezifische Weise nichtinvasiv und sicher mit extrem schwachen elektrischen Strömen stimuliert wird.“
"Wir können die Speicherfunktion schnell steigern"
Dieser Ansatz lieferte vielversprechende Ergebnisse: Als sie eine Hirnstimulation erhielten, zeigten die älteren Teilnehmer eine bessere Leistung bei Arbeitsgedächtnisaufgaben - fast genauso gut wie ihre jüngeren Kollegen.
Die Forscher fanden auch heraus, dass die Hirnstimulationstechnik die Synchronisation zwischen Gamma- und Theta-Gehirnwellen im linken temporalen und präfrontalen Kortex verbesserte.
„Mit dieser Art der Stimulation können wir diese fehlerhaften Gehirnkreise im Gehirn älterer Menschen wieder verbinden oder neu synchronisieren und dann ihre Arbeitsgedächtnisfunktion schnell verbessern“, erklärt Reinhart.
"Und diese Funktionssteigerung dauerte mindestens 50 Minuten, nachdem wir die Hirnstimulation gestoppt hatten, und dies nach nur 25 Minuten Hirnstimulationssitzung", fügt er hinzu.
Die Forscher erklären, dass ihre aktuellen Ergebnisse aus mehr als einem Grund wichtig sind.
Erstens, wie Reinhart bemerkt: „Sie geben uns nicht nur neue Einblicke in die Gehirnbasis für den altersbedingten Gedächtnisverlust, sondern sie zeigen uns auch, dass die negativen altersbedingten Veränderungen nicht unveränderlich sind und dass wir die überlegenere Arbeitsweise zurückbringen können Gedächtnisfunktion, die [eine Person] hatte, als [sie] viel jünger waren. “
Dies könnte es Fachleuten ermöglichen, die Unabhängigkeit und Lebensqualität älterer Erwachsener zu stärken, die sich weiterhin auf gesunde kognitive Funktionen verlassen können.
Darüber hinaus betonen die Forscher, dass die neue Technik in Zukunft als Therapie für neurodegenerative Erkrankungen wie die Alzheimer-Krankheit weiterentwickelt werden könnte.
„Gedächtnisdefizite und Probleme bei der funktionellen Konnektivität des Gehirns sind für viele Erkrankungen des Gehirns von zentraler Bedeutung, […] und wir hoffen, dass diese Arbeit dazu beitragen wird, die Grundlagen für einen völlig neuen Forschungsweg zu schaffen, auf dem wir neue entwickeln , nicht-invasive neurowissenschaftliche Instrumente, um Menschen mit Hirnstörungen zu helfen “, sagt Reinhart.
