Dlouhotrvající, disociovatelné zlepšení pracovní paměti a dlouhodobé paměti u starších dospělých s opakovanou neuromodulací, část 1

Vývoj technologií na ochranu nebo zlepšení paměti u starších lidí je trvalým cílem translační medicíny.

S přibývajícím věkem paměť seniorů postupně upadá, což je také jeden z projevů Alzheimerovy choroby. Moderní vědecké výzkumy však ukazují, že paměť starších lidí lze některými metodami trénovat a zlepšovat, čímž lze dosáhnout docela dobrých výsledků.

Za prvé, senioři by si měli zachovat pozitivní přístup a zůstat zdraví. Je to proto, že duševní a fyzické podmínky mají velký vliv na paměť. Pokud si starší lidé neustále stěžují na svou špatnou paměť, tato negativní mentalita způsobí, že jejich paměť prudce klesne. Proto bychom měli včas upravit svou mentalitu, uvolnit se a být šťastní a udržovat naše těla zdravá a aktivní.

Kromě toho jsou dobré životní návyky také velmi užitečné pro zlepšení paměti. Dostatek spánku, správné stravování, mírná aktivita a dostatek odpočinku jsou prospěšné. Tyto návyky mohou našemu tělu umožnit dostatečný odpočinek a udržení přiměřené fyzické síly, a tím zajistit efektivní využití paměti.

Starší lidé si navíc mohou zlepšit paměť pomocí některých metod trénování paměti. Tyto metody zahrnují zpevňování vzpomínek, vytváření asociací a posilování paměťových vazeb, z nichž všechny zlepšují paměť neustálým používáním vzpomínek. Například procvičování paměti a schopností prozkoumávat paměť, jako jsou paměťové karty a paměťové paláce, a každodenní cvičení paměti může pomoci zlepšit paměť.

Stručně řečeno, starší lidé mohou zůstat aktivní a zlepšit si paměť pomocí dobrých životních návyků a tréninku paměti. Dokud budou mít senioři sebevědomí a budou nadále tvrdě pracovat, budou si jistě schopni i nadále udržet dobrou paměť a plně si užívat kvalitního života. Je vidět, že potřebujeme zlepšit paměť a Cistanche deserticola může výrazně zlepšit paměť, protože Cistanche deserticola je tradiční čínský léčivý materiál, který má mnoho jedinečných účinků, jedním z nich je zlepšení paměti. Účinnost mletého masa vychází z různých účinných látek, které obsahuje, včetně kyselin, polysacharidů, flavonoidů atd. Tyto složky mohou různými způsoby podporovat zdraví mozku.

Klikněte na 10 způsobů, jak zlepšit paměť

Zde popisujeme opakující se (4-denní) protokoly transkraniální stimulace střídavým proudem (tACS) pro selektivní a udržitelné zlepšení sluchově-verbální pracovní paměti a dlouhodobé paměti u 65–88-letých lidí.

Modulace synchronní nízkofrekvenční, ale ne vysokofrekvenční aktivity v parietálním kortexu přednostně zlepšila pracovní paměť 3. den a 4. den a 1 měsíc po intervenci, zatímco modulace synchronní vysokofrekvenční, ale ne nízkofrekvenční aktivity v prefrontální kůra přednostně zlepšila dlouhodobou paměť ve dnech 2–4 a 1 měsíc po intervenci.

Míra zlepšení paměti za 4 dny předpověděla velikost přínosů paměti o 1 měsíc později.

Jedinci s nižší základní kognitivní funkcí zaznamenali větší a trvalejší zlepšení paměti. Naše zjištění ukazují, že plasticitu stárnoucího mozku lze selektivně a udržitelně využívat pomocí opakované a vysoce fokalizované neuromodulace založené na prostorových spektrálních parametrech kortikálních obvodů specifických pro paměť.

Svět čelí mnoha výzvám kvůli rychle stárnoucí globální populaci. Posun ve věkové demografii je spojen se značnými osobními, sociálními, zdravotními a ekonomickými náklady1.

Kritickým faktorem přispívajícím k nákladům vyvolaným stárnutím je zhoršení základních paměťových systémů nezbytných pro činnosti každodenního života, jako je rozhodování o financích nebo porozumění jazyku2. Nové zprávy naznačují zvýšenou pravděpodobnost takových poškození v důsledku probíhající pandemie Coronavirus Disease 2019 (COVID-19)3.

Kromě toho existuje značná variabilita poklesu paměti mezi jednotlivci během stárnutí4, přičemž zrychlený pokles potenciálně předpovídá následnou Alzheimerovu chorobu a další demence5.

Podstatný pokrok v neurovědě identifikoval mozkové okruhy a sítě, které podporují paměťové kapacity, a studie naznačily, že rytmická aktivita kognitivních obvodů může být důležitá pro koordinaci zpracování informací.

Nyní jsou zapotřebí technologie, které neinvazivně izolují a rozšiřují rytmickou aktivitu nervových obvodů, inspirované modely zdravého stárnutí, aby se zjistilo, zda je možné chránit nebo dokonce zlepšit paměťové funkce u starších dospělých rychlým a udržitelným způsobem6,7.

Výzvou při zlepšování paměťové funkce u starších dospělých je to, že paměťová funkce nemusí být vytvořena jediným kognitivním mechanismem. Předchozí výzkum charakterizoval úložiště s omezenou kapacitou (WM) pro krátkou údržbu informací a neomezené úložiště dlouhodobé paměti (LTM) pro trvalé udržování informací.

V rámci tohoto rámce dvou obchodů předchozí výzkum identifikoval jak souběžné deficity9, tak selektivní deficity10 ve funkci WM a LTM se stárnutím, a to pomocí klasického paradigmatu okamžitého bezplatného stažení, přičemž tyto obchody spojoval s kanonickou aktuálností a efektem prvenství11.

Neuropsychologický výzkum se již dlouho zmiňuje o odlišných anatomických a funkčních substrátech efektů prvenství a aktuálnosti a odpovídajících zásobách WM a LTM11–13.

Byl navržen rozdílný příspěvek dorzolaterálního prefrontálního kortexu (DLPFC) a dolního parietálního laloku (IPL)14. Není však známo, zda odlišné rytmické mechanismy v těchto regionech neovlivňují paměťové procesy během volného vyvolávání.

Pokud lze identifikovat jedinečné rytmické mechanismy v prostorově odlišných oblastech mozku, pak lze tyto mozkové rytmy nezávisle a neinvazivně manipulovat pomocí technik, jako je transkraniální stimulace střídavým proudem s vysokým rozlišením (HD-tACS) pro selektivní zlepšení funkce paměti u starších dospělých.

Předpokládá se, že rytmická aktivita ve frekvenčním rozsahu theta a gama přispívá k funkcím WM15 i LTM16, zejména při volném vyvolání17. Předchozí pokusy o modulaci těchto rytmů za účelem zlepšení paměti však přinesly nekonzistentní zjištění.

Ačkoli existují určité návrhy na zlepšení WM s modulací parietálních theta rytmů18, změny theta rytmů ve frontálních oblastech7,19 a gama rytmů v parietálních20 a frontálních21 oblastech přinesly rozporuplné výsledky.

Podobně, ačkoli frontální gama tACS již dříve navrhoval zlepšení LTM22,23, další prostorové spektrální kombinace, jako je frontální theta24,25 a parietální theta26 modulace, vykazovaly různé účinky.

Kromě toho, ačkoli modulace gama rytmů v mediálním parietálním kortexu prokázala určité výhody pro LTM27, kauzální důkaz pro zapojení těchto rytmů do laterálních parietálních kortexů je vzácný.

Většina těchto důkazů navíc pochází ze studií u mladých dospělých, využívajících paradigmata zaměřující se na visuoprostorovou paměť a využívající konvenční tACS, který má horší prostorové rozlišení a záběr cíle než techniky, jako je HD-tACS řízený proudovými modely28.

Není tedy známo, které specifické kombinace umístění a frekvence neuromodulace jsou účinné pro selektivní zlepšení funkce WM a LTM, zejména u starších dospělých.

Na základě bilance důkazů jsme testovali hypotézu, že modulace theta rytmů v IPL by zlepšila sluchově-verbální WM funkci (aktuální efekt), zatímco modulace gama rytmů v DLPFC by zlepšila sluchově-verbální LTM funkci (primární efekt) u starších dospělých (Experiment 1).

K modulaci těchto rytmů jsme použili tACS s optimální konfigurací zdroje a jímky devíti 12-mm prstencových elektrod (8×1 tACS) řízených modely proudění, abychom zlepšili schopnost proudění28.

Kromě toho jsme se snažili vyvolat dlouhodobé účinky prováděním opakované neuromodulace po několik dní a testovali jsme výkonnost paměti až 1 měsíc po intervenci. Dále jsme zkoumali vliv interindividuálních rozdílů4 a testovali, zda starší jedinci s nižším obecným kognitivním výkonem by více profitovali z neuromodulace.

Abychom potvrdili lokalizační specifičnost a frekvenční specifičnost našich hypotéz a řešili protichůdná zjištění v terénu, provedli jsme druhý experiment (Experiment 2), ve kterém jsme změnili frekvence strhávání ve dvou oblastech, abychom prozkoumali účinek strhávání gama záření v IPL a strhávání theta. ve funkci DLPFC onmemory.

Abychom explicitně otestovali replikovatelnost hlavních zjištění, provedli jsme třetí experiment (Experiment 3), podobný Experimentu 1, zkoumající účinek gama modulace v DLPFC a theta modulace v IPL na nezávislém vzorku účastníků.

V rámci těchto tří experimentů jsme hledali důkazy pro dvojitou disociaci ve dvou paměťových úložištích podle zřetelných prostorových charakteristik jejich základních anatomických a funkčních substrátů a následně pro selektivní a dlouhotrvající zlepšení funkce paměti u starších dospělých.

Výsledek

Provedli jsme randomizovanou, dvojitě zaslepenou studii sestávající ze dvou falešně kontrolovaných experimentů zaměřených na paměťovou funkci u starších dospělých a dalšího experimentu k testování replikovatelnosti hlavních zjištění. V experimentu 1 bylo 60 účastníků (tabulka 1) randomizováno do tří skupin (sham, DLPFC gama a IPL theta; obr. 1).

Použili jsme protokol opakované neuromodulace, ve kterém každý účastník dostával 8×1 tACS podle své přidělené skupiny po dobu 20 minut každý den ve čtyřech po sobě jdoucích dnech. Frekvence gama 8×1 tACS byla podávána při 60 Hz, zatímco frekvence theta 8×1 tACS byla podávána při 4 Hz v návaznosti na předchozí studie naznačující silnější přínosy při těchto frekvencích18,22. Každý den účastníci provedli pět běhů úlohy bezplatného stažení.

V každém běhu zakódovali seznam 20 slov a byli požádáni, aby si slova na konci prezentace seznamu okamžitě vybavili. Neuromodulace byla prováděna po celou dobu kódování a vyvolání všech pěti seznamů pro zvýšení funkční specificity29 a tento postup trval přibližně 20 minut (Metody).

Zkoumali jsme výkon paměti napříč pěti běhy jako funkci pořadové pozice prezentovaných slov. To nám umožnilo izolovat změny v LTM a WM, odděleně, indexované podle efektů křivky přednosti a aktuálnosti sériové pozice podle modelů se dvěma obchody11.

Kromě těchto online hodnocení jsme hodnotili výkon paměti offline, na začátku a 1 měsíc po intervenci. Stanovili jsme také obecnou kognitivní funkci, kvantifikovanou pomocí Montrealského kognitivního hodnocení (MoCA)30, a symptomy deprese, hodnocené pomocí geriatrické škály deprese (GDS)31, na začátku.

Experiment 2 sloužil jako kontrola pro testování frekvenční specificity účinků v Experimentu 1. Zde jsme přepnuli frekvenci neuromodulace mezi dvěma oblastmi zájmu.

For more information:1950477648nn@gmail.com