지난 20 년 동안, 신경 과학자들은 뇌의 특정 영역에 심은 전극이 표적화 된 신경 회로를 통해 전기 충동을 보내는 기술인 깊은 뇌 자극으로 운동과 신경계 장애를 치료해 왔습니다. 최근에는 기억력을 향상시키기 위해 뇌 자극을 시도해 왔지만 혼합 된 결과를 얻었습니다. 오늘날 자연 커뮤니케이션 에 실린 연구에서 그러나 연구원 팀은 초기 연구에서 대부분 무시되는 뇌 영역을 자극하고 그 자극을보다 전략적으로 그리고 선택적으로 적용함으로써 기억을보다 안정적으로 향상시키는 데 성공했습니다.
이 발견은 언젠가 알츠하이머 병을 치료하기위한 중요한 임상 적용과 기억 장애가 포함되는 다른 상태를 가질 수있다. 그러나 단기적으로는 뇌의 외부 표면의 영역의 중요성, 왼쪽 측면 측두엽 피질, 메모리 기능에 대해 보여주는 것이 중요합니다. “이 연구는 뇌 의이 부분이 배운 정보를 통합하는 접착제를 만드는 데 매우 중요하다는 지혜를 강화합니다.
펜실베이니아 대학교 (University of Pennsylvania)의 심리학 교수 인 마이클 카 하나 (Michael Kahana)와 당시 펜의인지 신경 조절 담당 이사 인 다니엘 리즈 토 (Daniel Rizzuto)는 이미 침습성 신경 외과 적 절차를 포함한 간질 환자에서 실험을 수행했습니다. 환자들이 나중에 기억하도록 요청받을 일련의 단어를 보여 주었을 때, 연구원들은 뇌의 여러 지역에서 활동을 기록했습니다. 그런 다음 기계 학습 알고리즘을 사용하여 각 개인에 대한 "메모리 모델"을 구축했습니다. 처음에는 단어를 제시했을 때 환자의 신경 반응,보다 구체적으로, 메모리 네트워크 전체에서 저주파 및 고주파 활동 패턴을 변화시킬 수 있으며, 그 또는 그녀가 기억해야 할 가능성을 예측했습니다. 모델이 환자가 잊을 확률이 50 % 이상인 것으로 예측되면, 언어와 관련된 것들을 포함하여 메모리 작업 중에 활성화되는 것으로 알려진 뇌의 표면적 인 왼쪽 측면 시간 피질에 자극을 유발했습니다.
.Kahana는“우리는 본질적으로 주제의 기억을위한 제어 시스템을 구축했다”고 Kahana는 말했다. 그와 그의 동료들은 통제 시스템이 환자가 할 수없는 것보다 약 15 % 더 많은 말을 기억할 수 있음을 발견했습니다.
작년에 발표 된 작업에서 팀은 환자의 뇌 상태가 단어를 기억할 가능성이 높으면 자극을 유발하면 작업에 대한 성능이 낮아 졌다는 것을 발견했습니다. Kahana는“뇌가 기억이 나쁘지 않은 경우에만, 환자가 무언가를 기억할 때 패턴이 그렇지 않은 것처럼 보이지 않을 때만, 그 자극은 기억을 향상시킬 가능성이있다”고 말했다.
Rizzuto는 그 견해를 반향했습니다. "환자의 뇌 상태는 기억 개선의 영향을 주도하는 데 매우 중요합니다." "우리는 뇌 자극을 지속적인 뇌 리듬에 연결함으로써 기억을 안정적으로 향상시킬 수 있음을 보여주었습니다."
.다른 그룹의 연구자들은 뇌를 자극하여 리콜을 돕기 위해 실험했지만, 그 프로젝트는 일반적으로 인간 기억 네트워크의 핵심 영역, 즉 중간 측두엽과 해마의 핵심 영역을 대상으로했으며, 이는 기억의 형성과 검색을 가능하게하는 중요한 기능을 수행합니다. 소수의 이러한 연구가 성공을보고했지만 다른 많은 사람들은 자극이 기억력이 방해되거나 기억력 성능에 영향을 미치지 않았다는 것을 발견했습니다.
대조적으로, 측면 측두엽 피질은 메모리의 해부학 적으로 그리고 기능적으로 중심적인 것처럼 보이지만, 자극을 자극하면 카하나와 리즈 토의 팀에 더 나은 결과가 나왔다. 측면 측두엽 피질은 리즈 토가 메모리 향상을위한 자극을위한 "핫 스팟"이라고 불렀던 것으로 보인다. 조작하면 해당 영역과 해마 간의 연결 패턴이 변경되어 메모리 시스템에보다 전 세계적으로 영향을 미칩니다. "우리는 주변에 있고 시작한 첫 번째 장소가 아니더라도 메모리 네트워크 에서이 노드를 자극하는 것을 보여줄 수있었습니다."
Rizzuto는“메모리가 분산 네트워크 효과라는 생각을 실제로 강조한다고 생각합니다. 그러나 그는 또한“우리는 여전히이 결과에 기초한 연결의 변화를 정확하게 이해하지 못한다”고 지적했다. 아마도 왼쪽 측면 측두엽 피질의 언어 참여는 집중하기에 좋은 장소 일 것입니다. “우리는 인간의 학습과 기억에 언어가 중요하다는 것을 알고 있습니다. 그것은 우리가 우리 삶의 에피소드를 대표 할 수있게 해줍니다.”라고 Rizzuto는 말했습니다. 그럼에도 불구하고 측면 시간 피질은 메모리 네트워크의 다른 노드에 연결하여 메모리 신호를보다 일반적으로 개선하는 방식으로 연결될 수 있습니다. 이 경우 효과가 반드시 언어에만 국한된 것은 아닙니다. 팀은 현재이 가능성을 조사하고 있습니다.
오리건 대학교의 신경 생리학을 전문으로하는 조교수 인 Nicole Swann은 측면 측두엽 피질이 기억을 향상시키는 방법에 관계없이 뇌 표면의 위치가 해마 또는 내측 측두엽보다 훨씬 더 매력적인 대상이된다고 말했다. "보다 만성적 인 자극 시스템을 사용하려면 도달하기가 더 쉽고 임상 적으로 자극하는 것이 더 안전 할 수 있습니다."
.Penn 연구원들은 이제 외상성 뇌 손상 및 알츠하이머 병을 포함한 기억 장애와 관련된 다른 질병 및 장애를 해결하기 위해 DERPA (Defense Advanced Research Projects Agency)의 활성 기억 프로그램의 일부로 수행 된 작업을 넓히기를 희망합니다. (Kahana와 Rizzuto는 Nia Therapeutics라는 회사가 그 목표를 달성하고 완전히 이식 할 수있는 버전을 개발하기 위해 회사를 공동 설립했습니다.“우리가 한 모든 연구는 간질 환자에 대한 모든 연구는 있었지만, 우리가 발견 한 것은 젊거나 나이가 많든 그들이 외상을 입은 뇌 손상의 배경을 가지고 있거나 남성이 아닌 경우에도 중요하지 않다는 것입니다.”Rizzuto는 말했습니다. "이것은 우리가 [다른 장애]에 대한 효과적인 치료법을 만들 수 있다는 확신을줍니다."
.Swann 은이 시점에 도달하기 위해 연구를 복제하고 다른 자극 패턴 및 기타 뇌 영역 목표의 효과를 탐색해야한다고 말했다. "그것은 측면 측두 피질의 사용에 동기를 부여 할 것"이라고 그녀는 말했다.
Buzsáki는 또한 올바른 기억이 향상되도록하는 방법을 포함하여 고려해야 할 다른 요소를 지적했습니다. 이 실험에서 연구원들은 환자가 연구 자료를 기억하도록하는 데 중점을 두었지만,이 자극 방법은 어떻게 사람들이 임상 적 환경에서 중요한 것을 선택적으로 기억할 수 있도록 보장 할 수 있습니까?
.Swann은“[연구원들] 주소는 현재이 분야에서 가장 흥미 진진한 문제입니다. "이것은 중요한 원칙의 증거입니다… 그리고 임상 적용에 대한 잠재적 관련성을 결정하는 데 도움이 될 향후 연구를 기대하고 있습니다."
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