Mózg pod napięciem. Prąd pomaga pokonać problemy z pamięcią

Demencja i problemy z pamięcią

Obecnie na świecie ponad 55 milionów osób cierpi na demencję, która prowadzi do poważnych problemów z pamięcią. Przewiduje się, że do 2030 roku liczba ta wzrośnie do 78 milionów, a w 2050 osiągnie 139 milionów. Zaburzenia pamięci mogą być również skutkiem łagodnych dysfunkcji poznawczych, które choć nie utrudniają codziennego życia, są coraz powszechniejsze. Niemieccy naukowcy odkryli jednak rozwiązanie, które może pomóc opracować skuteczne terapie. Wyniki ich badań opublikowano w czasopiśmie Nature Communications.

Polecamy: Jak działa znieczulenie. Co dzieje się w mózgu pod wpływem narkozy?

Faza NREM. Klucz do zrozumienia procesu tworzenia wspomnień

Od dawna naukowcy próbowali zrozumieć, co dokładnie dzieje się w mózgu podczas snu. Szczególnie intrygowała ich faza głębokiego snu, zwana fazą NREM. Okazało się, że odgrywa ona ważną rolę w procesie tworzenia pamięci długotrwałej. To odkrycie może przynieść przełom w leczeniu zaburzeń pamięci, które często dotykają osoby starsze lub te, które doznały urazów mózgu.

Według uczonych podczas fazy NREM mózg „odtwarza” wydarzenia z całego dnia, przenosząc je z hipokampu do kory mózgowej. Niemieccy badacze odkryli, że w trakcie tego procesu pojawiają się drobne zmiany w napięciu elektrycznym, określane jako „podwójne fale”. Dzięki elektroencefalografii (EEG) udało się zarejestrować te fluktuacje.

„Od dawna wiadomo, że zmiany napięcia elektrycznego są kluczowe w procesie tworzenia pamięci. Udało nam się wykazać, że sztuczne wzmacnianie snu wolnofalowego znacząco poprawia zdolności pamięciowe. Dotąd jednak trudno było zrozumieć, jakie dokładnie mechanizmy stoją za tym zjawiskiem. Wynika to z niezwykłej złożoności przepływu informacji w ludzkim mózgu” – tłumaczy prof. Jörg Geiger, kierownik zespołu badawczego i dyrektor Instytutu Neurofizjologii w Charité.

Eksperyment z tkanką neokortykalną  

W swoim eksperymencie naukowcy wykorzystali próbki nienaruszonych tkanek neokortykalnych pochodzących z operacji usuwania guzów mózgu i leczenia padaczki. Tkanki te poddano działaniu zmiennego napięcia elektrycznego, aby symulować fale mózgowe charakterystyczne dla głębokiego snu.

Okazało się, że takie działanie wzmacnia połączenia między synapsami w korze mózgowej. W efekcie neurony stawały się bardziej wrażliwe na sygnały elektryczne. Geiger i jego zespół monitorowali komunikację między komórkami nerwowymi i zauważyli, że w pewnym momencie połączenia neuronowe osiągały maksymalne wzmocnienie.

„Synapsy działają najefektywniej tuż po gwałtownym wzroście napięcia z niskiego do wysokiego poziomu. W tym krótkim momencie kora mózgowa osiąga stan podwyższonej gotowości. Jeśli wtedy odtworzone zostanie wspomnienie, jest ono wyjątkowo skutecznie zapisywane w pamięci długotrwałej. To dowodzi, że sen wolnofalowy wspiera tworzenie wspomnień, sprawiając, że kora mózgowa staje się szczególnie podatna na krótkie, ale intensywne okresy aktywności” – wyjaśnia główny autor badania, Franz Xaver Mittermaier z Instytutu Neurofizjologii w Charité.

Nowe możliwości w terapiach pamięci

Odkrycie niemieckich badaczy może w przyszłości zrewolucjonizować leczenie zaburzeń pamięci. Zdaniem naukowców istnieje realna szansa na opracowanie terapii, które pomogą osobom starszym lub pacjentom cierpiącym na uszkodzenia mózgu. Jest to dopiero pierwszy krok, ale otwiera drzwi do przełomowych rozwiązań.

Elektrostymulacja przezczaszkowa, która pozwala wpływać na fale mózgowe podczas snu, daje nadzieję na stworzenie nowych metod wspierania pamięci. Najnowsze odkrycia umożliwiają precyzyjniejsze wykorzystanie tej technologii w przyszłych badaniach. Być może już niedługo problemy z pamięcią staną się tylko – nomen omen – wspomnieniem, które zostanie na zawsze wymazane z naszej codzienności.

Polecamy: Uczenie się dorosłych jest łatwe. Wiek nie ogranicza nauki