Восстановление памяти человека: Простые советы для улучшения памяти

Врач-невролог высшей квалификационной категории Сергиенко Мария Евгеньевна: «Воспользуйтесь простыми советами для улучшения памяти»

— Мозг — это нечто удивительное. Многое в его работе до сих пор остаётся загадкой. Функционирование отдельных клеток достаточно хорошо объяснено, однако понимание того, как в результате взаимодействия миллиардов нейронов мозг функционирует как целое, доступно лишь в очень упрощённом виде и требует дальнейших глубоких исследований.

Да, в головном мозге человека порядка 86 млрд нейронов, которые образуют многочисленные связи. Наш мозг запоминает все, мимо чего он прошёл, что «понюхал», услышал, потрогал, попробовал — любая информация оставляет отпечаток.

Мозг не решето, и ничего бесследно из него не исчезает. Проще говоря, мозг не забывает информацию, которую мы с вами потребляем, просто если мы ее не используем, то она как бы находится в папке «Отложено» и нами не осознается. Для того, чтобы мы помнили и осознавали, мозгу необходимо сформировать нейронные связи к этой информации, а для этого мозг должен постоянно и тяжело работать. Полученная информация так или иначе влияет на наши мысли, эмоции, действия.

Поэтому важно читать сложную литературу, слушать хорошую музыку, не есть что попало, и не общаться с людьми, общение с которыми не приносит ни пользы, ни радости.

Мозг пластичен не только в детстве, как считали раньше. Доказано: он образует новые нейронные связи до конца жизни. Любая работа, кроме скучной и рутинной, приносит пользу для мозга. Главное — иметь дело с постоянно меняющейся, сложной информацией. Так мы можем отсрочить болезнь Альцгеймера на долгие годы.

Можно с уверенностью сказать, что наша личность — это наша память.

Если вы чувствуете, что возникают затруднения с запоминанием новой информации, воспользуйтесь простыми советами для улучшения памяти:

1. Используйте методы мнемоники. Например, чтобы запомнить последовательность цветов в спектре, мы используем фразу «каждый охотник желает знать где сидит фазан». Большую роль в запоминании играют повторения, нейронные связи формируются именно в результате повторений.

2. Осознанно контролируйте процесс запоминания. Если вам представили человека, проговорите про себя его имя и велите себе его запомнить.

3. Найдите мотивацию. Представьте, чем вам будет полезна данная информация.

4. Обращайтесь к ассоциациям (метод Цицерона). Суть его в том, что единицы информации, которые необходимо запомнить, мысленно расставляются в знакомой вам комнате в определенном порядке. Достаточно вспомнить комнату, чтобы воспроизвести информацию.

5. Изучайте иностранные языки — это развивает ассоциативное мышление.

6. Запоминайте номера телефонов, для начала — важных и близких для вас людей. Главное удержать информацию хотя бы на несколько дней.

7. Играйте в «кубики». Так тренируют память и внимание у летчиков, шахматистов, сотрудников спецслужб. Несколько кубиков (для начала 2−3) кладут на стол, прикрыв рукой, затем на несколько секунд поднимают ладонь, а после снова накрывают и называют все цифры на кубиках. Постепенно количество кубиков можно увеличить.

8. Идите по «цепочке». Человек удерживает внимание на объекте, пока тот ему интересен и пока он находит в нем нечто новое. Потом внимание ослабевает и переключается.
Суть упражнения: представьте какой-нибудь предмет и удерживайте мысль на нем, например, на ноутбуке. Через пару минут вы будете думать уже не о самом ноутбуке, а о модели, производителе и т. д. (у каждого человека выстраивается своя логическая цепочка). В тот момент, когда вы поймёте, что думаете уже не о данном предмете, вам нужно пройти по цепочке обратно, вспоминая каждое звено и в результате вернуться к исходному предмету. Упражнение помогает практически в любой области знаний с учетом любой специфики.

9. Экзаменуйте своё сознание. Прокручивая в памяти события предыдущего дня, вспоминайте подробности и нюансы. Подобным образом вы тренируете возможность удерживать внимание постоянно включённым и с легкостью сможете восстанавливать цепь событий и запоминать новую информацию с мельчайшими подробностями.

10. Отключайтесь от проблем. Изнурительная работа и недостаток сна вредят памяти. Устраивайте себе «свободные дни», которые лучше проводить на свежем воздухе. Посещайте интересные мероприятия и не забывайте про физические упражнения.

11. Учите стихи…

Записаться на консультацию к специалистам Вы можете по тел.: 211−12−04

Поделиться

Восстановление памяти после перенесённого коронавируса – клиника «Семейный доктор».

В нашу клинику всё чаще обращаются за помощью люди, которые испытывают проблемы с памятью после перенесённой коронавирусной инфекции. Действительно, статистика говорит о том, что у каждого третьего переболевшего развиваются когнитивные нарушения, связанные с запоминанием информации, в том числе – снижение памяти.

Как работает память

Комментарий главного врача клиники «Семейный доктор» Азарова Александра Александровича:

«Память – сложный физиологический процесс, в основе которого лежат биохимические реакции, постоянные и временные нервные связи, которые возникают между нейронами под влиянием внешних раздражителей. При этом надежность запоминания зависит от способности к концентрации внимания, частоты повторений, а также от индивидуальных особенностей человека».

Нарушение памяти вирусных инфекциях, в том числе при новой коронавирусной инфекции.

На нервные клетки и их окружение губительно действуют сами инфекционные агенты, их токсины, вызывая различные патологические изменения. Ухудшается запоминание, страдают образная, эмоциональная, смысловая составляющие памяти. Ухудшение памяти специфично для новой коронавирусной инфекции SARS-CoV-2. При этом общие симптомы инфекции могут быть выражены минимально или отсутствовать. В некоторых случаях память снижается не сразу, а примерно через полгода после заболевания, когда компенсаторные механизмы исчерпываются.

Причины нарушения памяти при Covid-19

Комментарий Саврасова Н. А., врача-невролога клиники «Семейный доктор»:

«У коронавируса выраженная нейротропность. Даже если человек перенёс вирус на ногах, в легкой форме, у него могут проявиться головные боли, проблемы со сном, умственной и физической работоспособностью».

Комментарий главного врача клиники «Семейный доктор» Азарова А. А.:

«Новая коронавирусная инфекция Covid-19 напрямую повреждает разные отделы центральной и периферической нервной системы, нарушает нормальную работу всех звеньев процесса памяти, что подтверждено нашими клиническими наблюдениями, а также данными российского и мирового медицинского сообщества».

Как снизить риск нарушения памяти при новой коронавирусной инфекции

После перенесённой коронавирусной инфекции нужно пройти полное обследование. Лечение отталкивается от обнаруженной патологии и значительно отличается даже для людей, одинаково переболевших в одно время.

Комментарий Разиной Е. Е., врача детского невролога, эпилептолога, врача функциональной диагностики, ведущего специалиста клиники «Семейный доктор»:

«У каждого третьего пациента, перенесшего Covid-19, появляются неврологические симптомы: головокружение, головная боль, когнитивные расстройства. Поэтому в первую очередь необходимо медикаментозное реабилитационное лечение, направленное на восстановление нормальной работы головного мозга: сосудистую и ноотропную терапию.

Параллельно с ноотропной терапией рекомендуются:

• полноценный сон
• умеренная физическая активность
• исключение стрессов
• приём витаминно-минеральных комплексов с повышенным содержанием витаминов группы В, магния, цинка
• активное общение.

Старайтесь чаще созваниваться с родственниками, друзьями, участвовать в развлекательных мероприятиях. Начните изучать иностранный язык, читайте книги, учите стихи, составляйте заранее маршруты прогулок, держите их в голове».

Не стоит забывать о полноценном питании, употреблении достаточного количества жидкости – до 2–3 литров в сутки. Необходимо гармонизировать режим труда и отдыха, избегать физического, психического перенапряжения.

Есть ли страховки от нарушений памяти, как снизить риск?

Необходимо обратиться к врачу-терапевту сразу, как только почувствовали недомогание. Если вы этого не сделали, то запишитесь на приём после выздоровления, даже если хорошо себя чувствуете. Но особенно важно получить консультацию доктора при наличии следующих симптомов после перенесенного коронавируса: депрессия, апатия, потливость, слабость, быстрая утомляемость, одышка, тахикардия, учащённое мочеиспускание или задержка мочи, тяжесть в правом боку.

Комментарий главного врача клиники «Семейный доктор» Азарова А. А.:

«На данный момент большинство патологических проявлений новой коронавирусной инфекции, не говоря об отдаленных последствиях, находятся в стадии изучения. Если нарушения памяти после перенесенной новой коронавирусной инфекции Covid-19 ухудшают качество жизни, мы рекомендуем обратиться для очной консультации к профильным специалистам: врачу-неврологу, врачу-психиатру для оценки состояния памяти, подбора при необходимости адекватной терапии, а также динамического наблюдения».

1. Пациентка Н, 35 лет. После перенесённого Covid-19 значительно ухудшилась память, ухудшился сон, появилась тревожность раздражительность. Подобрана медикаментозная терапия, даны рекомендации по соблюдению режима труда и отдыха. Через 1 месяц состояние пациентки значительно улучшилось.

2. Пациент К, 47 лет. После перенесённого в лёгкой форме Covid-19 обратил внимание на резкое ухудшение памяти, появилась апатия, раздражительность. Пациенту даны рекомендации по режиму сна, назначена медикаментозная терапия. Спустя две недели отмечает улучшение состояния, продолжает приём препаратов.

Если появились проблемы с запоминанием, обратитесь к врачу-терапевту или врачу-неврологу клиники «Семейный доктор» — запишитесь на прием по телефону единого контакт-центра +7 (495) 775 75 66, воспользуйтесь сервисом онлайн-записи к врачу или обратитесь в регистратуру клиники. Врач выявит причину нарушения и назначит необходимое лечение. Профессиональное внимание специалистов нашей клиники поможет восстановить Вашу память и вернуть привычное качество жизни.

Публикации наших врачей на тему «Как побороть постковидный синдром»

• Восстановление легких после коронавируса
• Восстановление обоняния после коронавируса
• Преодолеваем психические расстройства при постковидном синдроме
• Переживаем COVID. Как пандемия коронавируса влияет на психическую деятельность
• Постковидный скрининг — обследование после перенесенной новой коронавирусной инфекции
  
• Как вернуть пищеварение в норму после коронавируса?
• Потеря обоняния при COVID-19 — советы врача оториноларинголога
• Рекомендации кардиолога после перенесенного COVID-19
  
• Коронавирус оказался «злопамятным» — что важно знать
• Постковидный синдром: программа диагностики и регресса постковидной симптоматики. Как справиться с долгосрочными симптомами Long COVID

Разработка нейронного протеза гиппокампа для облегчения кодирования и воспроизведения человеческой памяти

. 2018 июнь;15(3):036014.

doi: 10.1088/1741-2552/aaaed7. Epub 2018 28 марта.

Роберт Э Хэмпсон ¹ , Донг Сонг, Брайан С. Робинсон, Дастин Феттерхофф, Александр С. Дакос, Брент М. Рёдер, Сивэй Ше, Роберт Т. Уикс, Марк Р. Ведьмак, Дэниел Э. Кутюр, Адриан В. Лакстон, Хайди Мангер-Клэри, Гаутам Попли, Мириам Дж. Соллман , Кристофер Т. Уитлоу, Василис З. Мармарелис, Теодор В. Бергер, Сэм А. Дедвайлер

Принадлежности

принадлежность

• ¹ Баптистский медицинский центр Уэйк Форест, Уинстон-Салем, Северная Каролина, Соединенные Штаты Америки.

• PMID: 29589592
• PMCID: PMC6576290
• DOI: 10.1088/1741-2552/aaaed7

Бесплатная статья ЧВК

Роберт Э. Хэмпсон и соавт. Дж. Нейронная инженерия. 2018 июнь

Бесплатная статья ЧВК

. 2018 июнь;15(3):036014.

doi: 10.1088/1741-2552/aaaed7. Epub 2018 28 марта.

Авторы

Роберт Э. Хэмпсон ¹ , Донг Сонг, Брайан С. Робинсон, Дастин Феттерхофф, Александр С. Дакос, Брент М. Рёдер, Сивэй Ше, Роберт Т. Уикс, Марк Р. Ведьмак, Дэниел Э. Кутюр, Адриан В. Лакстон, Хайди Мангер-Клэри, Гаутам Попли, Мириам Дж. Соллман , Кристофер Т. Уитлоу, Василис З. Мармарелис, Теодор В. Бергер, Сэм А. Дэдвайлер

принадлежность

• ¹ Баптистский медицинский центр Уэйк Форест, Уинстон-Салем, Северная Каролина, Соединенные Штаты Америки.

• PMID: 29589592
• PMCID: PMC6576290
• DOI: 10.1088/1741-2552/aaaed7

Абстрактный

Задача: Здесь мы демонстрируем первую успешную реализацию на людях испытательной системы для восстановления и улучшения функции памяти путем облегчения кодирования памяти с использованием собственных гиппокампальных пространственно-временных нейронных кодов для памяти. Память у людей может быть нарушена лекарствами, болезнями и травмами головного мозга, однако предыдущие попытки восстановить или спасти функцию памяти у людей обычно включали только неспецифическую модуляцию областей мозга и нейронных систем, связанных с поиском памяти.

Подход: Мы построили модель процессов, посредством которых гиппокамп кодирует элементы памяти посредством пространственно-временной активации нейронных ансамблей, лежащих в основе успешного кодирования кратковременной памяти. Вычислена нелинейная модель с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO) возбуждения нейронов CA3 и CA1 гиппокампа, которая предсказывает паттерны активации нейронов CA1 во время фазы кодирования (выборки) отложенного сопоставления с образцом (DMS). задание на терминальную память.

Основные результаты: Электрическая стимуляция, полученная с помощью модели MIMO, доставленная в те же места CA1 во время пробной фазы испытаний DMS, улучшила краткосрочную / рабочую память на 37% во время задачи. Долгосрочное сохранение памяти также было протестировано на тех же людях с задачей отложенного распознавания (DR), в которой использовались изображения из задачи DMS, а также изображения, которые не были из задачи. У испытуемых стимулированные испытания продемонстрировали значительное улучшение (35%) как в краткосрочном, так и в долгосрочном удержании зрительной информации.

Значение: Эти результаты демонстрируют облегчение кодирования памяти, что является важной особенностью конструкции имплантируемого нейронного протеза для улучшения памяти человека.

Заявление о конфликте интересов

Все авторы заявляют, что у них нет конкурирующих финансовых интересов.

Цифры

Рисунок 1.

Корональный и аксиальный магнитный 3 Тесла…

Рисунок 1.

Корональная и аксиальная магнитно-резонансная томография (МРТ) 3 Тесла, показывающая размещение электродов на макро- и микроглубине…

Корональная и аксиальная магнитно-резонансная томография (МРТ) 3 Тесла, показывающая макро-микроглубинное размещение электродов в гиппокампе. T 2-взвешенные (левый столбец) дооперационные и T 1-взвешенные (центральная и правая колонки) до- и послеоперационные коронарные изображения с уровня переднего гиппокампа (верхний ряд) и заднего гиппокампа (средний ряд) изображают области головного мозга, соответствующие переднему и заднему двустороннему размещению электродов в гиппокампе. Осевые проекции (нижний ряд) сравнивают размещение на уровне, на котором видны все четыре электрода.

Рисунок 2.

Увеличение левого переднего гиппокампа…

Рисунок 2.

Увеличение левого переднего отдела гиппокампа у того же пациента, как показано на рисунке…

Увеличение левого переднего гиппокампа у того же пациента, как показано на рисунке 1. Предоперационная T 2-(A) и T 1-взвешенная (B) МРТ (0,8 × 0,8 × 0,8 мм воксели) показывает, что макро-микро-глубинный электрод помещается в переднюю головку гиппокампа (С). Рентгеновская компьютерная томография (D) того же пациента показывает размещение всех глубинных электродов в конфигурации «стерео-ЭЭГ» для инвазивного мониторинга фазы II эпилептических припадков. Схема (E) показывает структуру и ориентацию участков записи одиночных нейронов микроэлектрода относительно слоев клеток гиппокампа. Электрод представлен на схеме с акцентом на участки записи макро (ЭЭГ), которые видны как «шаровидные» тени, наложенные на линейную тень электрода на МРТ в C. (F) Схема электрода, иллюстрирующая положение 17 μ м участков записи одиночных нейронов с микроэлектродами перемежаются с участками записи ЭЭГ с макроэлектродами 2 мм. Комбинация стереотаксического размещения, визуализации и электрофизиологического анализа у каждого субъекта использовалась для назначения нейронов, зарегистрированных на каждом электроде (Wicks et al. 2016), предполагаемому нейроанатомическому расположению CA3 и CA1 (см. Таблицу 2). Размер вокселя для изображений составлял 0,8 мм × 0,8 мм × 0,8 мм.

Рисунок 3.

Используется модель с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO)…

Рисунок 3.

Модель с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO), используемая для моделирования нейронного протеза гиппокампа…

Модель с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO), используемая для моделирования нейронного протеза гиппокампа. (A) Модель MIMO (слева) представляет собой серию моделей с несколькими входами и одним выходом (MISO), физиологически правдоподобных моделей импульсных нейронов (справа). Каждая модель MISO принимает форму разреженной обобщенной модели Лагерра-Вольтерры, которую можно рассматривать как комбинацию модели Вольтерра и пробит-обобщенной линейной модели.

Рисунок 4.

Перисобытийные гистограммы предполагаемых…

Рисунок 4.

Перисобытийные гистограммы предполагаемых возбуждений нейронов СА1 и СА3 в ответ на…

Рисунок 4.

Гистограммы перисобытий (PEH) предполагаемых возбуждений нейронов CA1 и CA3 в ответ на поведенческие события в задаче DMS. Средняя частота срабатывания в пределах фазы выборки (SP — представление образца для SR — ответ образца) и совпадения (MP — соответствие представления для MR — соответствие ответа) по 167 предполагаемым CA1 и 191 предполагаемых нейронов СА3, зарегистрированных в передней части гиппокампа у всех испытуемых. Отдельные испытания DMS были отсортированы в соответствии с правильным и ошибочным результатом и усреднены для получения среднего значения PEH скорости стрельбы (FR) для конкретной задачи. Различия между правильными и ошибочными попытками ±0,5 с вокруг событий SP, SR, MP и MR были рассчитаны и проанализированы с использованием стандартной оценки ( z = (пиковая правильная FR — средняя ошибка FR) ÷ объединенное стандартное отклонение за 1,5–0,5 с до SP) для выявления существенных различий между типами испытаний в выборке и сопоставления этапов задачи. Звездочки и турники: * z > 2,2, p < 0,01, ** z > 3,1, p < 0,001 отражают различия между пиковым возбуждением нейронов при правильном и среднем возбуждении в пробах с ошибками.

Рисунок 5.

Графики тепловых карт отображают…

Рисунок 5.

Графики тепловой карты отображают согласованность между средними выбросами PEH по ансамблю, коррелирующими с…

Графики тепловой карты отображают согласованность между средней активацией PEH ансамбля, коррелирующей с задачей DMS, во время первого сеанса записи (обычно через 48–72 часа после операции по имплантации) и записями с тех же мест расположения электродов с использованием тех же параметров изоляции нейронов во время второй записи. сеанс (обычно через 5–8 дней после операции). Выходные (предполагаемый CA3, вверху) и входные (предполагаемый CA1, нижний) нейроны были локализованы по положению электрода и визуализации. Вертикальное положение на оси указывает порядок нейронов, отсортированных по интенсивности возбуждения SR и MR в первом сеансе записи DMS. Цветовая шкала (врезка) указывает на скорострельность. Нейронное возбуждение усреднялось по 100 испытаниям DMS за сеанс; все показанные нейроны были зарегистрированы у одного и того же субъекта (субъект Px17). Белые пунктирные вертикальные полосы указывают на возникновение SR и MR соответственно; сплошная белая полоса указывает на разрыв, вызванный переменной продолжительностью задержки между фазами выборки и сопоставления в испытаниях.

Рисунок 6.

Работа мультивхода, мультивыхода…

Рисунок 6.

Работа модели с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO) при кодировании памяти в DMS…

Работа модели с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO) при кодировании памяти в задаче DMS. Тепловые карты MIMO показывают входное и выходное возбуждение нейронов от одного субъекта, организованного нейроном / каналом записи, в зависимости от времени (с), от представления образца (SP) до ответа образца (SR). Записи ввода (CA3, слева) и вывода (CA1, вверху в центре) показаны вместе с срабатыванием выхода, предсказанным моделью MIMO (внизу в центре) для одного и того же интервала записи в рамках одного испытания DMS. Схемы стимуляции на основе MIMO (вверху справа) были получены из предсказанных MIMO срабатываний, разделенных на интервалы 50 мс на канал (Berger и др. 2011, Хэмпсон и др. 2013). Тепловая карта, представляющая типичную случайную (RAND) контрольную стимуляцию, показана для сравнения (внизу справа). Цветовая шкала (вставка) указывает частоту срабатывания для нейронных записей и вероятность срабатывания для прогнозирования вывода (CA1). Стимуляция (двухфазная 2 мс, 1 В, 150 мк А на импульс) обозначена красным цветом на тепловых картах стимуляции справа.

Рисунок 7.

Гистограммы отображают среднее значение (±SEM)…

Рисунок 7.

Гистограммы отображают среднее (±SEM) выполнение задачи DMS в первом сеансе записи…

Гистограммы отображают среднее (±SEM) выполнение задачи DMS в первом сеансе записи (желтые столбцы — только запись) и во втором сеансе записи, состоящем из смешанной стимуляции MIMO (синие столбцы — стимуляция MIMO), нестимулированного (красные столбцы — без стимуляции) ) и исследования со случайной стимуляцией (зеленые столбцы — случайная стимуляция). Вверху: результаты общей производительности DMS (т. е. по всем задержкам) для каждого субъекта Px14-Px21. Стимуляция на основе MIMO и стимуляция случайным образом доставлялись в течение 4 с во время фазы выборки/кодирования. Диапазон нормальных показателей, рассчитанный для десяти непациентов, показан пунктирными горизонтальными линиями. Обратите внимание, что рандомизированные стим-тесты не тестировались (NT) у субъекта Px16 из-за клинических ограничений по времени. Внизу: средняя (±SEM) производительность DMS для субъектов Px14–Px20, рассчитанная путем нормализации производительности по интервалам задержки для конкретных субъектов (1–20 с для субъектов Px14 и Px15, 1–30 с для субъектов Px18 и Px19)., 1–50 с для субъекта Px17 и Px20 и 20–70 с для субъекта Px16. Производительность вычисляется и отображается с шагом 20% от соответствующих максимальных задержек. Цветовой код такой же, как указано выше. Горизонтальные полосы и звездочки на обоих графиках указывают на значительное попарное сравнение условий (см. методы и результаты). * р < 0,01; ** р < 0,001.

Рисунок 8.

Гистограммы отображают среднее значение (±SEM)…

Рисунок 8.

Гистограммы отображают среднюю (±SEM) производительность задачи DR в тестовых сеансах, в которых…

Гистограммы отображают среднее (±SEM) выполнение задачи DR в тестовых сеансах, в которых стимуляция MIMO (синие столбцы — стимуляция MIMO), отсутствие стимуляции (красные столбцы — отсутствие стимуляции) и стимуляция случайным образом (зеленые столбцы — случайная стимуляция) во время тренировочное занятие по ДМС. Вверху: результаты общей производительности DR (т. е. по задержкам) для субъектов Px16–Px21. Обратите внимание, что субъекты Px14 и Px15 не тестировались в DR из-за низкой начальной производительности памяти (рис. 6), а рандом-стим-тесты не тестировались (NT) у субъекта Px16 из-за клинических ограничений по времени. Стимуляция на основе MIMO и стимуляция случайным образом доставлялись в течение 4 с во время фазы выборки/кодирования обучающего сеанса DMS, а не во время сеанса отзыва DR. Внизу: средняя (±SEM) производительность DR для всех четырех протестированных субъектов, отсортированная по интервалу между тренировкой DMS и тестом DR для данного испытания/изображения. Среднее правильное распознавание (см. Методы) вычисляют и наносят на график с 15-минутными приращениями соответствующих задержек DR. Цветовой код такой же, как указано выше. Горизонтальные полосы и звездочки на обоих графиках указывают на значительное попарное сравнение условий (см. методы). * р < 0,01; ** р < 0,001.

Рисунок 9.

Сводные гистограммы общего…

Рисунок 9.

Сводные гистограммы общей эффективности DMS (слева) и DR по всем предметам…

Сводные гистограммы общей эффективности DMS (слева) и DR по всем предметам (DMS: n =7, DR: n =6) и условия испытаний. Цветовой код такой же, как на рисунках 6 и 7. Горизонтальные полосы и звездочки на обоих графиках указывают на значительное сравнение основных эффектов между уровнями «типа стимуляции» в соответствующих дисперсионных анализах (см. «Методы и результаты»). * р < 0,01; ** р < 0,001.

См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC

Похожие статьи

• Когнитивный протез для облегчения памяти путем стимуляции функционального ансамбля с обратной связью нейронов гиппокампа в мозгу приматов.

  Deadwyler SA, Hampson RE, Song D, Opris I, Gerhardt GA, Marmarelis VZ, Berger TW. Дедвайлер С.А. и др. Опыт Нейрол. 2017 янв; 287 (часть 4): 452-460. doi: 10.1016/j.expneurol.2016.05.031. Эпаб 2016 24 мая. Опыт Нейрол. 2017. PMID: 27233622 Бесплатная статья ЧВК.

• Облегчение кодирования памяти в гиппокампе приматов с помощью нейропротеза, который способствует запуску нейронов для конкретной задачи.

  Hampson RE, Song D, Opris I, Santos LM, Shin DC, Gerhardt GA, Marmarelis VZ, Berger TW, Deadwyler SA. Хэмпсон Р.Э. и соавт. Дж. Нейронная инженерия. 2013 Декабрь;10(6):066013. дои: 10.1088/1741-2560/10/6/066013. Epub 2013 12 ноября. Дж. Нейронная инженерия. 2013. PMID: 24216292 Бесплатная статья ЧВК.

• Нелинейная модель когнитивного протеза гиппокампа: улучшение памяти за счет стимуляции ансамбля гиппокампа.

  Hampson RE, Song D, Chan RH, Sweatt AJ, Riley MR, Gerhardt GA, Shin DC, Marmarelis VZ, Berger TW, Deadwyler SA. Хэмпсон Р.Э. и соавт. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng. 2012 март; 20 (2): 184-97. doi: 10.1109/ТНСРЕ.2012.2189163. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng. 2012. PMID: 22438334 Бесплатная статья ЧВК.

• Хранение, отзыв и обнаружение новизны последовательностей гиппокампом: разработка модели SOCRATIC для учета нормальных и аберрантных эффектов дофамина.

  Лисман Ю.Э., Отмахова Н.А. Лисман Дж. Э. и соавт. Гиппокамп. 2001;11(5):551-68. doi: 10.1002/hipo.1071. Гиппокамп. 2001. PMID: 11732708 Обзор.

• Свободное воспоминание и распознавание в сетевой модели гиппокампа: моделирование воздействия скополамина на функцию памяти человека.

  Хассельмо М.Э., Уайбл Б.П. Хассельмо М.Е. и соавт. Поведение мозга Res. 1997 декабрь; 89 (1-2): 1-34. doi: 10.1016/s0166-4328(97)00048-x. Поведение мозга Res. 1997. PMID: 9475612 Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Гибкость функциональных нейронных сборок поддерживает человеческую память.

  Умбах Г., Тан Р., Джейкобс Дж., Пфайффер Б.Е., Лега Б. Умбах Г. и соавт. Нац коммун. 2022 18 октября; 13 (1): 6162. doi: 10.1038/s41467-022-33587-0. Нац коммун. 2022. PMID: 36257934 Бесплатная статья ЧВК.

• Паттернированная стимуляция гиппокампа улучшает память у пациентов с ударами головой и/или черепно-мозговыми травмами в анамнезе.

  Roeder BM, Riley MR, She X, Dakos AS, Robinson BS, Moore BJ, Couture DE, Laxton AW, Popli G, Clary HM, Sam M, Heck C, Nune G, Lee B, Liu C, Shaw S, Гонг Х., Мармарелис В.З., Бергер Т.В., Дедвайлер С.А., Сонг Д., Хэмпсон Р.Э. Родер Б.М. и соавт. Передний шум нейронов. 2022 25 июл;16:933401. doi: 10.3389/fnhum.2022.933401. Электронная коллекция 2022. Передний шум нейронов. 2022. PMID: 35959242 Бесплатная статья ЧВК.

• Прогнозы и потенциальное социальное влияние будущего нейротехнологий.

  Годри К.С., Аяз Х., Бедоуз А., Сельник П., Иглман Д., Гровер П., Иллес Дж., Рао Р.П.Н., Робинсон Дж.Т., Тьягараджан К.; Рабочая группа по устройствам, взаимодействующим с мозгом, в 2040 году. Годри К.С. и соавт. Фронтальные нейроски. 2021 ноя 15;15:658930. doi: 10.3389/fnins.2021.658930. Электронная коллекция 2021. Фронтальные нейроски. 2021. PMID: 34867139 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Двухслойная модель классификации с несколькими разрешениями для декодирования пространственно-временных паттернов пиков с небольшим размером выборки.

  Ше Х, Бергер Т.В., Сонг Д. Она Х и др. Нейронные вычисления. 2021 г., 15 декабря; 34(1):219-254. doi: 10.1162/neco_a_01459. Нейронные вычисления. 2021. PMID: 34758485 Бесплатная статья ЧВК.

• Двунаправленный нейронный интерфейс SoC с адаптивными подавителями артефактов стимуляции IIR.

  Самей А., Хашеми Х. Сами А. и др. Твердотельные схемы IEEE J. 2021 июль; 56 (7): 2142-2157. doi: 10.1109/jssc.2021.3056040. Epub 2021 9 фев. Твердотельные схемы IEEE J. 2021. PMID: 34483356 Бесплатная статья ЧВК.

Просмотреть все статьи «Цитируется по»

Типы публикаций

термины MeSH

Грантовая поддержка

• P41 EB001978/EB/NIBIB NIH HHS/США

Протез памяти может восстановить память у людей с поврежденным мозгом

Биотехнология

Мозговые электроды, имитирующие гиппокамп, улучшают кодирование воспоминаний и вдвое эффективнее у людей с плохой памятью.

Автор:

• Джессика ХамзелуСтраница архива

6 сентября 2022 г.

Уникальная форма стимуляции мозга повышает способность людей запоминать новую информацию, имитируя то, как наш мозг создает воспоминания.

«Протез памяти», который предполагает введение электрода глубоко в мозг, также работает у людей с нарушениями памяти и даже более эффективен у людей с плохой памятью, согласно новому исследованию. В будущем более продвинутые версии протезов памяти могут помочь людям с потерей памяти из-за травм головного мозга или в результате старения или дегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, говорят исследователи.

«Это взгляд в будущее на то, что мы можем сделать для восстановления памяти», — говорит Ким Шапиро, нейробиолог из Бирмингемского университета в Великобритании, которая не участвовала в исследовании.

Он работает, копируя то, что происходит в гиппокампе — области в форме морского конька глубоко в мозгу, которая играет решающую роль в памяти. Структура мозга не только помогает нам формировать кратковременные воспоминания, но и направляет воспоминания в другие области для долговременного хранения.

Более 10 лет Теодор Бергер и Донг Сонг из Университета Южной Калифорнии и их коллеги разрабатывали способ имитации этого процесса. Их идея состоит в том, чтобы использовать мозговые электроды для понимания электрических паттернов активности, возникающих при кодировании воспоминаний, а затем использовать те же самые электроды для запуска аналогичных паттернов активности.

Группа протестировала варианты этого протеза на животных и на некоторых людях-добровольцах, страдающих эпилепсией, которым уже имплантировали электроды в мозг, чтобы лучше понять их состояние и лечить.

Чтобы выяснить, может ли это помочь людям с плохой памятью, Роб Хэмпсон, нейробиолог из Медицинской школы Университета Уэйк Форест в Северной Каролине, и его коллеги протестировали две версии протеза памяти у 24 человек, которым имплантировали электроды для изучения их памяти. эпилепсия, у некоторых из которых также были черепно-мозговые травмы.

Первая версия, которую команда называет моделью декодирования памяти (MDM), имитирует паттерны электрической активности в гиппокампе, которые возникают естественным образом, когда каждый доброволец успешно формирует воспоминания. Модель MDM усредняет эти паттерны для каждого человека, а затем запускает этот паттерн электрической стимуляции.

Второй тип, называемый мультивходом, мультивыходом (или MIMO), более точно имитирует работу гиппокампа. В здоровом гиппокампе электрическая активность перетекает из одного слоя в другой, прежде чем распространиться на другие области мозга. Модель MIMO основана на изучении паттернов электрических входов и выходов, которые соответствуют кодированию в памяти, а затем на их имитации.

Чтобы проверить, насколько хорошо работает каждая из моделей, Хэмпсон и его коллеги попросили добровольцев принять участие в тестах памяти. В тестах каждому человеку показывали изображение на экране компьютера. После задержки это же изображение было представлено снова вместе с подборкой других. Человек должен был выбрать, какое изображение уже было показано. Каждый доброволец выполнил от 100 до 150 таких коротких заданий, предназначенных для проверки кратковременной памяти человека.

Через 15–90 минут каждый человек прошел второй тест — на этот раз ему показали набор из трех изображений и попросили выбрать наиболее знакомое. Этот тест указывает на долговременную память человека.

Добровольцы прошли оба раунда тестов памяти дважды — один раз для записи из гиппокампа и один раз для стимуляции тех записанных паттернов, связанных с успешно сохраненными воспоминаниями. Записи были уникальными, говорит Хэмпсон: «Пока мы обнаруживаем, что они разные для каждого человека».

Команда обнаружила, что протез памяти улучшил результаты добровольцев в тестах памяти — их результаты были значительно выше, если они получили правильный образец стимуляции при первом представлении изображений. Это говорит о том, что протез памяти может помочь кодировать воспоминания в мозгу, говорят исследователи. «Мы наблюдаем улучшения в диапазоне от 11% до 54%, — говорит Хэмпсон.

Персонализация стимуляции мозга таким образом — «действительно важная вещь», — говорит Джош Джейкобс из Колумбийского университета, который также изучает записи мозга людей с эпилепсией, но не участвовал в текущем исследовании. До сих пор врачи и ученые добились определенных успехов в лечении таких расстройств, как болезнь Паркинсона, просто воздействуя на одну и ту же область мозга у всех людей.

«Но у людей действительно разные реакции мозга, — говорит Джейкобс. По его словам, адаптация стимуляции к индивидуальному мозгу, вероятно, улучшит ее воздействие.

Модель MIMO, которая более точно отражает работу гиппокампа, в среднем показала еще лучшие результаты. И самые большие улучшения были замечены у людей, у которых в начале эксперимента была худшая производительность памяти. Исследователи не уверены, почему это так, но это может быть потому, что «есть больше возможностей для улучшения», — говорит Хэмпсон.

Всем добровольцам сняли электроды в течение нескольких недель после того, как врачи завершили исследование их эпилепсии. Но Сонг надеется, что улучшение их памяти продлится долго. Теоретически стимуляция, которую получал каждый человек, могла укрепить проводку нейронов в гиппокампе, говорит он: «На самом деле мы не знаем, но надеемся на это».

Сонг, Хэмпсон и их коллеги, опубликовавшие свои открытия в журнале Frontiers in Human Neuroscience в июле, надеются, что их протез памяти однажды можно будет широко использовать для восстановления памяти у людей с нарушениями памяти.

«Пациенты с черепно-мозговой травмой будут первыми [кандидатами]», — говорит Сонг. Такие травмы, как правило, поражают определенные области мозга. Повреждения гиппокампа было бы легче нацелить, чем дегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера, которые, как правило, связаны с повреждением многих областей мозга.

«Мне кажется возможным, что однажды мы сможем заменить гиппокамп чем-то другим», — говорит Джейкобс. Но он отмечает, что полностью воспроизвести здоровый гиппокамп будет сложно — структура содержит десятки миллионов нейронов. «Немного сложно представить, как горстка электродов может заменить миллионы нейронов в гиппокампе», — говорит он.

WAKE FOREST MEDICAL CENTER

Электроды, используемые в исследовании, имеют ширину около миллиметра, и всем добровольцам они были имплантированы достаточно глубоко в мозг, чтобы достичь гиппокампа — примерно на 10 сантиметров в глубину. По словам Сонга, они довольно грубы по современным исследовательским стандартам и способны регистрировать только от 40 до 100 нейронов. По его словам, для любого протеза памяти, предназначенного для лечения нарушений памяти, потребуются мозговые электроды с сотнями точек контакта, что позволит им записывать и стимулировать сотни или тысячи нейронов.

Хэмпсон, Сонг и их коллеги еще не выяснили, как протез памяти может работать на практике. Например, может не иметь смысла держать устройство включенным все время — есть много жизненных событий, таких как вынос мусора, которые людям с нарушениями памяти не нужно запоминать. «Зачем тратить [мозговое] пространство?» — говорит Джейкобс.

Сонг считает, что протез можно использовать вместе с каким-то устройством, которое может сказать, должно ли устройство работать или нет, — возможно, определяя, когда мозг должен быть в состоянии готовности к обучению.

И Сонг еще не знает, должен ли протез памяти работать всю ночь. Считается, что когда мы спим, гиппокамп воспроизводит некоторые воспоминания, закодированные в течение дня, чтобы закрепить их в других областях мозга. Сонг и его коллеги не знают, улучшит ли память протез памяти, воспроизводящий этот повтор, и стоит ли вообще стимулировать гиппокамп, пока человек спит.

В любом случае, протез все еще далек от клинического использования, говорит Шапиро. «Я думаю, что в принципе это могло бы сработать», — говорит он. «[Но] нам предстоит пройти долгий путь, прежде чем мы поймем достаточно о памяти, чтобы иметь возможность использовать такой подход для замены функции гиппокампа».

Джессика Хамзелу

Глубокое погружение

Биотехнологии

Оставайтесь на связи

Иллюстрация Роуз Вонг предстоящие события и многое другое.

Введите адрес электронной почты

Спасибо за отправку вашего электронного письма!

Ознакомьтесь с другими информационными бюллетенями

Похоже, что-то пошло не так.

У нас возникли проблемы с сохранением ваших настроек.