Объединив виртуальную реальность и неинвазивную глубокую электростимуляцию мозга, исследователи улучшили пространственную память здоровых людей — ту, которая помогает вам вспомнить, где вы оставили ключи от машины. Этот подход имеет большой потенциал для лечения снижения когнитивных способностей, вызванного болезнью или травмой, без лекарств или хирургического вмешательства.
Старение может притупить нашу способность ориентироваться с помощью пространственной памяти, формы памяти, отвечающей за запись и восстановление информации, необходимой для запоминания местоположения объектов в нашей среде. Нейродегенеративные расстройства, такие как деменция, также могут вызывать ухудшение этой способности.
В новом исследовании ученые из двух лабораторий EPFL в Швейцарии объединили усилия, чтобы объединить неинвазивную глубокую стимуляцию мозга, отвечающего за пространственную память, с виртуальной реальностью (VR) для улучшения навигации у здоровых участников.
«Найдя способ улучшить пространственную память без хирургического вмешательства или лекарств, мы решаем серьезную проблему для большой и растущей группы населения — пожилых людей, а также пациентов с черепно-мозговыми травмами и людей, страдающих деменцией», — сказал Фридхельм Хуммель, руководитель лаборатории Hummel Lab и соавтор исследования.
Лаборатория когнитивной нейронауки Олафа Бланке (LCNO) сотрудничала с лабораторией Hummel Lab — обе находятся в Институте Neuro X EPFL — что объединило опыт Хуммеля в неинвазивной стимуляции мозга с исследованиями Бланке в области пространственной навигации в средах виртуальной реальности. Вместе они разработали уникальную нейротехнологическую установку.
Нейротехнология улучшает память без хирургического вмешательства
Четыре электрода были размещены на головах здоровых людей для стимуляции гиппокампа мозга и энторинального комплекса, глубоких структур, которые имеют решающее значение для пространственной памяти. Эта техника, называемая транскраниальной временной интерференционной электрической стимуляцией (tTIS), неинвазивно посылает импульсы в мозг, не вызывая дискомфорта у пациента. Затем были надеты очки виртуальной реальности, и участникам было предложено перемещаться по серии виртуальных локаций и запоминать ключевые ориентиры. Все это происходило внутри аппарата функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), который регистрировал активность мозга в реальном времени.
«Когда применялась [электрическая] стимуляция, мы наблюдали явное улучшение времени припоминания у участников — времени, которое требовалось, чтобы начать двигаться к тому месту, где, как они помнят, должен был находиться объект», — сказала Елена Беанато, заведующая кафедрой нейроинженерии в Neuro X Institute и соавтор исследования. «Это позволяет нам полагать, что, стимулируя гиппокамп, мы временно увеличили пластичность мозга, что в сочетании с обучением в виртуальной среде приводит к лучшей пространственной навигации».
Исследователи говорят, что их результаты показывают, что этот подход имеет большие перспективы в качестве неинвазивного лечения пациентов с когнитивными нарушениями после черепно-мозговой травмы (ЧМТ) или из-за деменции.
«Сочетание tTIS, виртуальной реальности и фМРТ предлагает высококонтролируемый и инновационный подход к изучению реакции мозга на стимуляцию и ее влияния на когнитивные функции», — сказал Олаф Бланке, который был соавтором-корреспондентом Hummel. «В долгосрочной перспективе мы планируем использовать этот подход для разработки целевых методов лечения пациентов, страдающих когнитивными нарушениями, предлагая неинвазивный способ улучшения памяти и пространственных способностей».
Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.
