睡眠ベースの脳深部刺激が有望であることを示す
研究者たちは、睡眠中に脳がどのように記憶を定着させるかの証拠を発表しました。
この研究により、特定の睡眠相中に標的を絞った脳深部刺激が記憶の定着を高めることができることが明らかになりました。これは、脳深部刺激がアルツハイマー病などの記憶障害を持つ患者を潜在的にどのように助けることができるかについて、重要な洞察を提供する可能性がある。
この研究で使用された革新的な「閉ループ」システムは、脳の活動に同期して電気パルスを送り、脳の記憶ハブと大脳皮質の間の接続を強化しました。
重要な事実:
この研究は、睡眠中に脳がどのように記憶を定着させるかについての有力な理論を支持する最初の生理学的証拠を提供する。
この研究では、重要な睡眠段階中に標的を絞った脳深部刺激を行うと、記憶の定着が促進されることがわかりました。
この結果は、睡眠中に標的を絞った脳深部刺激を使用したアルツハイマー病などの記憶障害の将来の治療法について貴重な洞察を提供する可能性がある。
睡眠が記憶力の強化に重要な役割を果たすことは知られていますが、科学者たちはこのプロセスが脳内で一晩どのように行われるかをまだ解読しようとしています。
UCLA保健大学とテルアビブ大学の科学者らが主導した新たな研究は、睡眠中に脳がどのように記憶を定着させるかについての有力な科学理論を裏付ける、人間の脳内部からの初の生理学的証拠を提供した。
さらに研究者らは、睡眠サイクルの重要な時期に標的を絞った脳深部刺激が記憶の定着を改善するようであることを発見した。
Nature Neuroscienceに6月1日に掲載されたこの研究は 、睡眠中の脳深部刺激がアルツハイマー病のような記憶障害を持つ患者をどのように助けることができるかについて、新たな手がかりを提供する可能性があると、研究共著者のイツァーク・フリード医学博士は述べた。
これは、ある脳領域に別の領域から記録された脳活動に正確に同期した電気パルスを送信する、新しい「閉ループ」システムによって実現されました。
睡眠中に脳がどのように新しい情報を長期記憶に変換するかについての有力な理論によると、脳の記憶の中枢である海馬と、推論や計画などの高次の脳機能に関連する大脳皮質との間で、一晩の対話が行われているということです。
これは、脳波が特に遅く、脳領域全体のニューロンが同期して急速に発火する場合と沈黙する場合とを交互に繰り返す深い睡眠の段階で発生します。
「これは、記憶ハブと皮質全体との間に相互作用のメカニズムが実際に存在するという、単一ニューロンのレベルに至るまでの最初の主要な証拠を提供するものである」と、UCLAヘルスのてんかん外科部長であり、神経外科、精神医学、および神経外科の教授であるフリード氏は述べた。 UCLAのデイビッド・ゲフィン医学部で生物行動科学を専攻。
「人間の記憶力がどのように機能するかを理解するという点でも、その知識を使って実際に記憶力を高めるという点でも、科学的価値があります。」
研究者らは、UCLA Health の 18 人のてんかん患者の脳に電極を介して記憶固定のこの理論をテストするまたとない機会を得ました。電極は、通常約10日間続く入院中に発作の原因を特定するために患者の脳に埋め込まれていた。
研究は2晩と朝に渡って実施されました。就寝直前に、研究参加者には動物と、マリリン・モンローやジャック・ニコルソンのような簡単に識別できるスターを含む25人の有名人の写真の組み合わせが見せられた。
彼らはすぐに、どの有名人とどの動物がペアになったかを思い出す能力をテストされ、一晩ぐっすり眠った後の朝に再びテストされました。
別の夜、彼らは就寝前に25種類の新しい動物と有名人の組み合わせを見せられた。今回は、夜間に標的を絞った電気刺激を受け、朝にペアリングを思い出す能力がテストされました。
この電気刺激を与えるために、研究者らは、フリードが音楽の指揮者に例えたリアルタイム閉ループ システムを作成しました。システムは脳の電気信号を「聞き」、患者が記憶の固定に関連する深い睡眠の期間に入るのを待ちました。 、穏やかな電気パルスを送り、急速に発火するニューロンに同期して「再生」するよう指示しました。
テストを受けた各個人は、電気刺激を与えて一晩眠った後の記憶テストの成績が、妨げられない夜に比べてより良くなりました。主要な電気生理学的マーカーは、情報が海馬と皮質全体の間を流れていることも示しており、記憶の固定化を裏付ける物理的証拠を提供しています。
「情報が脳内のより永続的な記憶場所に流れるこの高速道路を基本的に強化したことがわかりました」とフリード氏は語った。
フリード博士は、2012年に 電気刺激が記憶力を強化できることを初めて示したニューイングランド・ジャーナル・オブ・メディシンの研究を執筆し、脳深部刺激がどのように記憶力を向上させることができるかを研究し続け、現在は睡眠の重要な段階に入っている。
彼は最近、人工知能が脳内の特定の記憶を特定し強化できるかどうかを研究するために、NIH から 700 万ドルの助成金を受け取りました。
「私たちの新しい研究では、一般的に記憶力を向上させることができることがわかりました」とフリード氏は語った。「私たちの次の課題は、特定の記憶を変調する能力があるかどうかです。」
