Когда человек начинает читать предложение или решает простую математическую задачу, его мозг несколько секунд удерживает в голове порядок слов или, соответственно, чисел, чтобы затем произвести с ними определённые операции. Эта способность держать в уме небольшие фрагменты информации, необходимые для сиюминутной мыслительной деятельности, зависит от рабочей памяти.
Считается, что рабочая память тесно связана с памятью кратковременной и долговременной. Это познавательный ресурс, отвечающий за принятие решений и логическое мышление, а также позволяющий сохранять и быстро получать доступ к полезной и актуальной информации – от имён и номеров телефонов до списка покупок и мест, где были оставлены те или иные вещи.
По словам специалистов, рабочая память – хрупкий когнитивный ресурс. Она начинает снижаться у людей в возрасте примерно 30 лет из-за постепенной рассинхронизации работы определённых участков мозга. К 60-70 годам ухудшения становятся более явными, и люди начинают испытывать определённые когнитивные трудности, причём даже в отсутствие нейродегенеративных расстройств вроде болезни Альцгеймера.
Однако учёные из Бостонского университета уверены, что при помощи электростимуляции возможно вернуть "пожилому" мозгу те навыки рабочей памяти, которые он имел в юности. Такой эффект (правда, временный) специалисты продемонстрировали в ходе новой работы.
"Возрастные изменения не являются неизменными. Мы можем вернуть людям превосходную функцию рабочей памяти, которая была у них, когда они были намного моложе", – сообщает ведущий автор исследования Роб Рейнхарт (Rob Reinhart).
В эксперименте его команды приняли участие 42 молодых добровольца (в возрасте 20-29 лет) и 42 пожилых (60-76 лет).
Сперва участники прошли тест на рабочую память: им показали два изображения, между которыми нужно было найти отличия и спустя небольшой промежуток времени назвать их. Как и ожидалось, добровольцы из "старшей группы" выполняли задание медленнее и давали менее точные ответы, чем молодые люди.
По словам нейробиологов, это было связано с тем, что определённые электрические колебания (или ритмы) головного мозга, которые помогают его различным частям передавать информацию и воспоминания, были рассинхронизированы у пожилых людей. Последнее подтвердили показания электроэнцефалографии (ЭЭГ).
Однако специалисты предположили, что при помощи неинвазивной электрической стимуляции можно слегка "подправить" работу мозга и синхронизировать определённые ритмы.
В частности, для нормального функционирования рабочей памяти важно, чтобы медленные низкочастотные тета-ритмы синхронизировались с более быстрыми высокочастотными гамма-ритмами между префронтальной корой и височной корой левого полушария.
Исследователи поясняют, что такая синхронизация называется фазово-амплитудной связью. И её можно "настроить" при помощи транскраниальной стимуляции переменным током. Электроды в данном случае обеспечивают мягкое воздействие током на определённые участки мозга.
Важно, что эта методика помогает наладить не только связывание тета- и гамма-ритмов, но и синхронизацию тета-ритмов в разных областях мозга, отмечают авторы работы.
После 25-минутной стимуляции мозга пожилых участников производительность их рабочей памяти повысилась до уровня молодых добровольцев.
ЭЭГ зафиксировала восстановление фазово-амплитудной связи. Такой эффект длился в течение как минимум 50 минут после окончания процедуры.
Примечательно, что транскраниальная электростимуляция улучшила рабочую память и молодых участников: после процедуры добровольцы, показавшие не самые высокие результаты в первом тесте, справились с подобным заданием намного лучше.
По словам Рейнхарта, участники сообщали о лёгком покалывании и зуде в тех областях, где находились электроды. Однако это ощущение длилось всего полминуты, а затем кожа привыкала к импульсам.
В дальнейшем специалисты намерены более тщательно изучить механизмы, задействованные в улучшении рабочей памяти, а также понять, как на работу мозга повлияет многократная транскраниальная стимуляция. Эти знания могут помочь разработать новые терапевтические методики, направленные на "исправление" возрастных изменений у пожилых пациентов.
Кроме того, следует проверить, может ли такая терапия помочь пациентам с нейродегенеративными расстройствами, при которых память ухудшается быстрее и интенсивнее.
Учёные, не принимавшие участие в этом исследовании, высказываются о новых данных в положительном ключе.
"Препарат, способный обеспечить такой надёжный и безопасный эффект, ещё не разработан. Помощь пациентам является конечной целью всех наших исследований, и отрадно видеть, что прогресс достигнут", – отметил в интервью журналу Science невролог из Университета Нью-Мексико в Альбукерке Винсент Кларк (Vincent Clark).
Научная статья по итогам этой работы опубликована у журнале Nature Neuroscience.
Кстати, ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) подробно рассказывали о том, как пожилые люди теряют память из-за "неправильных" мозговых ритмов во время сна.
Также напомним, что транскраниальная электростимуляция помогает улучшить ещё и кратковременную память. А совсем недавно эту методику впервые применили для лечения депрессии.
