Matuto nang mas mabilis sa pamamagitan ng pagpapasigla ng magnetic utak

Sinisiyasat ng mga mananaliksik ng Bochum ang mga epekto ng mga pattern ng TMS Stimulation na partikular na binabago ang aktibidad ng ilang mga cell ng nerbiyo

Kung ano ang tunog tulad ng fiction sa agham ay posible: Ang magnetic stimulation mula sa labas ay maaaring partikular na makaimpluwensya sa aktibidad ng ilang mga cranial nerve cells. Ano ang eksaktong nangyayari sa utak, ay hindi pa malinaw. Bochum na doktor sa ilalim ng direksyon ni Prof. Dr. med. Ipinakita ngayon ni Klaus Funke (Department of Neurophysiology) na ang iba't ibang mga pattern ng pampasigla ay kumikilos sa iba't ibang mga selula at nagbabawal o nagpapataas ng kanilang aktibidad. Ang ilang mga pattern ng pampasigla ay mas madaling matutuhan ng mga daga.

Ang mga natuklasan ay maaaring magbigay ng kontribusyon sa ang katunayan na ang pagpapasigla ng utak sa hinaharap ay maaaring magamit nang mas partikular laban sa mga functional disorder ng utak. Inilathala ng mga mananaliksik ang kanilang pag-aaral sa Journal of Neuroscience at ang European Journal of Neuroscience.

Ang mga magnetic pulse ay nagpapasigla sa utak

Ang transcranial magnetic stimulation, o TMS para sa maikli, ay isang medyo bagong paraan para sa walang sakit na pagpapasigla ng mga brain nerve cells. Ang pamamaraan, na unang ipinakita ni Anthony Barker noong 1985, ay batay sa katotohanan na ang isang magnetic field ay maaaring magamit upang pasiglahin ang cerebral cortex, ang cortex, na namamalagi nang direkta sa ilalim ng cranial bone. Ginagamit ang TMS sa mga diagnostic, sa pangunahing pananaliksik at bilang isang potensyal na therapeutic tool. Kapag ginamit sa diagnostic, ang isang magnetic pulse ay ginagamit upang subukan ang pag-activate ng mga nerve cell sa isang cortex area upang masuri ang mga pagbabago sa mga sakit o pagkatapos uminom ng gamot o pagkatapos ng nakaraang artipisyal na pagpapasigla ng utak. Ang isang solong magnetic pulse ay maaari ding gamitin upang subukan ang pagkakasangkot ng isang partikular na lugar ng cortex sa isang sensory, motor o cognitive na gawain, dahil pansamantalang nakakagambala sa natural na aktibidad nito, ibig sabihin, pansamantalang "pinapasara" ang lugar.

Binabago ng paulit-ulit na stimuli ang aktibidad ng utak

Mula noong kalagitnaan ng dekada 1990, ang paulit-ulit na TMS ay ginamit upang partikular na baguhin kung paano ma-activate ang mga nerve cell sa cortex ng tao: “Sa pangkalahatan, binabawasan ng low-frequency stimulation ang aktibidad ng mga cell ng isang Hz, ibig sabihin, isang magnetic pulse bawat segundo. Sa mas mataas na frequency na lima hanggang 50 pulso bawat segundo, tumataas ang aktibidad ng mga selula,” paliwanag ni Prof. Funke. Ang mga mananaliksik ay pangunahing nag-aalala sa mga espesyal na pattern ng stimulus tulad ng tinatawag na theta burst stimulation (TBS). Ang 50 Hz burst (bursts) ay inuulit sa 5 Hz. "Ang ritmo na ito ay batay sa natural na theta ritmo ng apat hanggang pitong Hertz, na maaaring maobserbahan sa EEG," sabi ni Funke. Ang epekto ay pangunahing nakasalalay sa kung ang mga naturang stimulus pattern ay patuloy na ibinibigay (cTBS, attenuating effect) o may mga pagkaantala (intermittent, iTBS, enhancing effect).

Ang mga contact point sa pagitan ng mga cell ay lumalakas o humihina

Kung paano eksaktong nababago ang aktibidad ng mga selula ng nerbiyos sa pamamagitan ng paulit-ulit na pagpapasigla ay higit na hindi alam. Ipinapalagay na ang mga contact point (synapses) sa pagitan ng mga cell ay pinalakas (synaptic potentiation) o humina (synaptic depression) sa pamamagitan ng paulit-ulit na pagpapasigla, isang proseso na gumaganap din ng mahalagang papel sa pag-aaral. Ipinakita rin kamakailan na ang mga epekto ng TMS at pag-aaral ay nakikipag-ugnayan sa mga tao.

Ang mga inhibitory cortex cells ay partikular na sensitibo sa pagpapasigla

Ang mga mananaliksik ng Bochum ay naipakita na ngayon sa unang pagkakataon na ang artipisyal na pagpapasigla ng cortex ay partikular na nagbabago sa aktibidad ng ilang mga inhibitory nerve cells depende sa stimulus protocol na ginamit. Ang pakikipag-ugnayan ng excitatory at inhibitory nerve cells ay isang ganap na kinakailangan para sa malusog na paggana ng utak. Ang mga neuron na dalubhasa para sa pagsugpo ay nagpapakita ng mas malawak na iba't ibang mga hugis at istraktura ng aktibidad kaysa sa kanilang mga excitatory partner. Sa iba pang mga bagay, gumagawa sila ng iba't ibang mga functional na protina sa kanilang mga cell body. Sa kanyang pag-aaral, si Prof. Funke ay nakatuon sa pagsusuri sa mga protinang parvalbumin (PV), calbindin-D28k (CB) at calretinin (CR). Ang mga ito ay nabuo ng iba't ibang mga inhibitory na selula depende sa kanilang aktibidad, upang ang kanilang halaga ay nagbibigay ng impormasyon tungkol sa aktibidad ng kaukulang mga selula ng nerbiyos.

Ang mga pattern ng stimulus ay may espesyal na epekto sa ilang mga cell

Ang mga pagsisiyasat ay nagpakita, halimbawa, na ang pag-activate ng pagpapasigla na may mga pagkagambala (iTBS stimulation protocol) ay halos binabawasan lamang ang pagbuo ng PV, habang ang aktibidad-dampening tuloy-tuloy na pagpapasigla (cTBS protocol) o isang dampening 1 Hz stimulation ay pangunahing binabawasan ang produksyon ng CB. Ang pagbuo ng CR ay hindi binago ng anumang pagsubok na protocol ng hamon. Ang pagpaparehistro ng elektrikal na aktibidad ng mga selula ng nerbiyos ay nagkumpirma ng isang binagong pagsugpo sa aktibidad ng cortical.

Matuto nang mas mabilis pagkatapos ng pagpapasigla

Sa isang pangalawang pag-aaral, na inilathala kamakailan sa European Journal of Neuroscience, naipakita rin ng working group ni Prof. Funke na mas mabilis na natututo ang mga daga kung sila ay ginagamot ng isang activating stimulus protocol (iTBS) bago ang bawat sesyon ng pagsasanay, ngunit hindi kung ang pagbabawal. cTBS protocol ang ginamit. Ipinakita na ang unang nabawasan na pagbuo ng protina parvalbumin (PV) ay nadagdagan muli ng pamamaraan ng pag-aaral, ngunit sa mga lugar lamang ng utak na kasangkot sa proseso ng pag-aaral. Sa mga hayop na hindi nakikibahagi sa partikular na gawain sa pag-aaral, ang produksyon ng PV ay nanatiling nabawasan pagkatapos ng pag-activate ng pagpapasigla. "Kaya ang paggamot sa iTBS sa simula ay binabawasan ang aktibidad ng ilang mga inhibitory nerve cells sa pangkalahatan, upang ang kasunod na mga aktibidad sa pag-aaral ay mas madaling maimbak," pagtatapos ni Prof. Funke. “Ang prosesong ito ay tinatawag na 'gating'. Sa pangalawang hakbang, ang aktibidad ng pag-aaral ay nag-normalize muli ng pagsugpo at pagbuo ng PV."

Tratuhin nang mas maingat sa hinaharap

Ginagamit na ang paulit-ulit na TMS sa isang pang-eksperimentong batayan upang gamutin ang dysfunction ng utak, partikular na ang malaking depresyon, na may limitadong tagumpay. Bilang karagdagan, maaaring ipakita na ang mga functional disorder ng mga inhibitory nerve cells ay may mahalagang papel sa mga sakit na neuropsychiatric tulad ng schizophrenia. "Tiyak na napakaaga pa upang makakuha ng mga bagong paraan ng paggamot para sa mga functional disorder ng utak mula sa mga resulta ng aming pag-aaral, ngunit ang mga natuklasan ay gumawa ng isang mahalagang kontribusyon sa isang posibleng mas tiyak na aplikasyon ng TMS sa hinaharap," umaasa si Prof. Funke .

cover shots

Benali, A., Trippe, J., Weiler, E., Mix, A., Petrasch-Parwez, E., Girzalsky, W., Eysel, UT, Erdmann, R. and Funke, K. (2011) Theta- Ang pagsabog ng transcranial magnetic stimulation ay nagbabago ng cortical inhibition. J. Neurosci., sa press.

Mix A, Benali A, Eysel UT, Funke K (2010) Ang tuluy-tuloy at pasulput-sulpot na transcranial magnetic theta burst stimulation na nagbabago ng tactile learning performance at cortical protein expression sa daga nang iba. Sa: Eur. J. Neurosci. 32(9):1575-86. doi: 10.1111/j.1460-9568.2010.07425.x. Epub 2010 Oktubre 18.

Pinagmulan: Bochum [ Ruhr University ]