Ученые из Швейцарской федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) смогли улучшить пространственную память здоровых людей, объединив виртуальную реальность и неинвазивную глубокую электрическую стимуляцию мозга. Этот тип памяти помогает нам запоминать, где мы оставили ключи от машины или другие предметы.
Ученые считают, что этот подход имеет большой потенциал для лечения когнитивного снижения, вызванного болезнью или травмой, без использования лекарств или хирургического вмешательства. Старение также может ослабить нашу способность ориентироваться в пространстве, а нейродегенеративные заболевания, такие как деменция, могут еще больше ухудшить эту функцию.
VR и электростимуляция
В новом исследовании ученые из двух лабораторий EPFL объединили неинвазивную глубокую стимуляцию областей мозга, отвечающих за пространственную память, с виртуальной реальностью (VR) для улучшения навигации у здоровых участников.
Лаборатория когнитивной нейробиологии Олафа Бланке (LCNO) сотрудничала с лабораторией Хуммеля - обе находятся в Институте нейронаук Neuro X EPFL. Ученые объединили опыт Хуммеля в неинвазивной стимуляции мозга с исследованиями Бланке в области пространственной навигации в виртуальных средах. Вместе они разработали уникальную нейротехнологическую установку.
Четыре электрода были размещены на головах здоровых людей для стимуляции гиппокампа и энторинальной коры, глубоких структур, которые имеют решающее значение для пространственной памяти. Эта техника, называемая транскраниальной временной интерференционной электрической стимуляцией (tTIS), неинвазивно посылает электрические импульсы в мозг, не вызывая дискомфорта у пациента. Затем участникам надевали VR-очки и просили ориентироваться в серии виртуальных локаций и запоминать ключевые ориентиры. Все это происходило внутри магнитно-резонансного томографа (МРТ), который записывал активность мозга в режиме реального времени.
"Когда применялась [электрическая] стимуляция, мы наблюдали явное улучшение времени воспоминания участников - времени, необходимого для начала движения к месту, где они помнят, что находится объект. Это позволяет нам предположить, что, стимулируя гиппокамп, мы временно увеличили пластичность мозга, что в сочетании с тренировкой в виртуальной среде приводит к лучшему пространственному ориентированию", - говорит Елена Бенато, председатель кафедры нейроинженерии в Институте Neuro X и соруководитель исследования.
Исследователи считают, что их подход имеет большие перспективы в качестве неинвазивного лечения для пациентов с когнитивными нарушениями после черепно-мозговой травмы (ЧМТ) или из-за деменции.
"Соединение tTIS, виртуальной реальности и МРТ предлагает высококонтролируемый и инновационный подход к изучению реакции мозга на стимуляцию и ее влияния на когнитивные функции. В долгосрочной перспективе мы планируем использовать этот подход для разработки целенаправленных методов лечения пациентов, страдающих когнитивными нарушениями, предлагая неинвазивный способ улучшения памяти и пространственных способностей", - говорит Олаф Бланке, соавтор исследования.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
