Manyetik beyin stimülasyonu ile daha hızlı öğrenin

Bochum araştırmacıları TMS Stimülasyon modellerinin etkilerini belirli sinir hücrelerinin aktivitesini özellikle değiştirdiğini araştırıyor

Bilim kurgu gibi görünen sesler gerçekten mümkün: Dışarıdan gelen manyetik stimülasyon, belirli kranial sinir hücrelerinin aktivitesini spesifik olarak etkileyebilir. Beyinde tam olarak ne olduğu, şimdiye kadar belirsizdi. Dr. bochum hekimi Prof. Dr. med. Klaus Funke (Nörofizyoloji Anabilim Dalı) şimdi farklı uyaran örneklerinin farklı hücreler üzerinde etkili olduğunu ve aktivitelerini inhibe ettiğini veya arttırdığını göstermiştir. Bazı uyaran desenleri farelerin öğrenilmesini kolaylaştırmıştır.

Bulgular, gelecekteki beyin stimülasyonunun, beynin fonksiyonel bozukluklarına karşı daha spesifik olarak kullanılabileceği gerçeğine katkıda bulunabilir. Araştırmacılar, çalışmalarını Sinirbilim Dergisi ve Avrupa Sinirbilim Dergisi'nde yayımladılar.

Manyetik darbeler beyni uyarır

Transkraniyal manyetik stimülasyon, kısaca TMS, beyin sinir hücrelerinin ağrısız uyarılması için nispeten yeni bir yöntemdir. İlk kez Anthony Barker 1985 tarafından sunulan yöntem, bir kişinin manyetik bir alan aracılığıyla doğrudan kafatası kemiği olan korteksin altında bulunan serebral korteksi uyardığı gerçeğine dayanıyor. TMS tanılamada, temel araştırmada ve potansiyel bir terapötik araç olarak kullanılır. Teşhis olarak kullanıldığında, hastalıktaki değişiklikleri veya ilaç alımından sonra veya beynin önceki yapay uyarılmasından sonra sinir hücrelerinin kortikal bir bölgedeki aktivitesini test etmek için tek bir manyetik darbe kullanılır. Belirli bir kortikal alanın bir duyusal, motor veya bilişsel göreve dahil edilmesini test etmek için tek bir manyetik darbe de kullanılabilir, çünkü doğal aktivitesini geçici olarak durdurur, geçici olarak durdurur.

Tekrarlanan uyaranlar beyin aktivitesini değiştirir

1990 yıl ortasından bu yana, tekrarlayan TMS, insan korteksindeki sinir hücrelerinin aktivasyonunu spesifik olarak değiştirmek için kullanılmıştır: "Genel olarak, hücrelerin aktivitesi düşük frekanslı stimülasyon nedeniyle bir Hz, yani saniyede bir manyetik darbe azaltılır. Funke, saniyede beş ila 50 arası daha yüksek frekanslarda, hücrelerin aktivitesini arttırıyor "diye açıklıyor. Araştırmacılar temel olarak teta patlama uyarımı (TBS) gibi özel uyarıcı modellerle ilgilenmektedir. 50 Hz patlamaları (patlamaları), 5 Hz ile tekrarlanır. Funke, "Bu ritim, EEG'te görülebilen dört ila yedi Hertz doğal teta ritmine dayanıyor" dedi. Etki esas olarak, bu tür uyarıcı modellerin sürekli (cTBS, zayıflatıcı etki) veya aralıklı olarak (aralıklı olarak, iTBS, kuvvetlendirici etki) verilmesine bağlıdır.

Hücreler arasındaki temas noktaları artar veya zayıflar

Tam olarak sinir hücrelerinin aktivitesinin tekrarlanan tahrişlerle nasıl değiştiği bilinmemektedir. Hücreler arasındaki temas noktalarının (sinapsların), öğrenmede de önemli bir rol oynayan bir işlem olan tekrarlanan tahriş (sinaptik güçlenme) veya zayıflamış (sinaptik depresyon) tarafından yoğunlaştığı varsayılmaktadır. Son zamanlarda TMS ve insan öğrenmesinin etkilerinin etkileştiği gösterilmiştir.

İnhibitör kortikal hücreler stimülasyona özellikle duyarlıdır

Bochum araştırmacıları, ilk kez suni kortikal stimülasyonun, kullanılan uyaran protokolüne bağlı olarak bazı inhibitör nöronların aktivitesini seçici olarak değiştirdiğini gösterebildi. Heyecan verici ve inhibe edici sinir hücrelerinin etkileşimi beynin sağlıklı çalışması için temel bir önkoşuldur. İnhibisyonda uzmanlaşmış sinir hücreleri, heyecan verici partnerlerinden çok daha çeşitli formlar ve aktivite yapıları gösterir. Diğer şeylerin yanı sıra, hücre vücutlarında farklı fonksiyonel proteinler üretirler. Funke'nin çalışmaları, parvalbumin (PV), calbindin-D28k (CB) ve calretinin (CR) proteinlerinin çalışmasına odaklandı. Aktiviteye bağlı çeşitli inhibe edici hücreler tarafından oluşturulurlar, böylece miktarları karşılık gelen sinir hücrelerinin aktivitesi hakkında bilgi sağlar.

Uyaran desenlerinin belirli hücreler üzerinde belirli bir etkisi vardır

Örneğin, çalışmalar, uyarıcı pacing stimulusunun (iTBS stimulus protokolü) hemen hemen sadece PV üretimini azalttığını, kortikal pacing sürekli zayıflamanın (cTBS protokolü) veya 1 Hz zayıflatıcı aktivitenin de temel olarak CB üretimini azalttığını göstermiştir. azalt. CR oluşumu, test edilen uyarıcı protokollerin hiçbirinde değişmedi. Sinir hücresi elektriksel aktivitesinin kaydı değiştirilmiş kortikal aktivite inhibisyonunu doğruladı.

Stimülasyondan sonra daha hızlı öğrenin

Avrupa Sinirbilim Dergisi'nde yakın zamanda yayınlanan ikinci bir araştırmada, Prof. Funke grubu ayrıca, her eğitimden önce aktifleştirici bir uyarıcı protokolle (iTBS) tedavi edildilerse sıçanların daha hızlı öğrendiklerini gösterdi, ancak inhibitör cTBS olmasa Protokol kullanıldı. Başlangıçta azaltılmış protein parvalbüminin (PV) oluşumunun öğrenme prosedürü ile tekrar arttığı, ancak sadece öğrenme sürecine katılan beyin alanlarında tespit edildiği bulunmuştur. Özel öğrenme görevine dahil olmayan hayvanlarda, stimülasyonu etkinleştirdikten sonra PV üretimi azalmıştır. Prof. iTke, "Bu nedenle iTBS tedavisi, genel olarak bazı inhibitör sinir hücrelerinin aktivitesini azaltır, böylece sonraki öğrenme aktiviteleri daha kolay depolanabilir." Diyerek şöyle devam etti: "Bu işleme 'yolluk' deniyor. İkinci adımda, öğrenme aktivitesi inhibisyonu ve PV oluşumunu normalleştirir. "

Gelecekte daha amaçlı davranın

TMS, özellikle şiddetli depresyonda, beyin işlev bozukluğunu tedavi etmek için sınırlı bir başarı ile kullanılmıştır. Ek olarak, inhibe edici sinir hücrelerinin fonksiyonel bozukluklarının, şizofreni gibi nöropsikiyatrik hastalıklarda önemli bir rol oynadığı gösterilmiştir. Prof. Funke, “Çalışmamızın bulgularından yeni beyin disfonksiyonu tedavisi türlerini elde etmek kesinlikle çok erkendir, ancak bulgular gelecekte TMS'nin muhtemelen daha spesifik kullanımına önemli bir katkı sağlar” dedi.

bibliyografik kayıtları

Benali, A., Trippe, J., Weiler, E., Mix, A., Petrasch-Parwez, E., Girzalsky, W., Eysel, UT, Erdmann, R. ve Funke, K. (2011) Theta transkraniyal manyetik stimülasyon yaşı kortikal inhibisyon patladı. J. Neurosci., Basında.

Mix, A., Benali, A., Eysel, UT, Funke, K. (2010) Sürekli ve aralıklı transkranial manyetik teta patlama uyarımı, sıçandaki dokunsal öğrenme performansını ve kortikal protein ekspresyonunu farklı şekilde değiştirir. In: Eur, J. Neurosci. 32 (9): 1575-86. doi: 10.1111 / j.1460-9568.2010.07425.x. Epub 2010 Ekim 18.

Kaynak: Bochum [Ruhr Üniversitesi]