Zwiększenie efektywności uczenia się zdolności motorycznych dla zdrowego procesu starzenia
Mimo że jest to obiecujące rozwiązanie terapeutyczne, zaskakująco niewiele wiemy na temat nieinwazyjnej stymulacji mózgu i sposobu, w jaki zwiększa neuroplastyczność związaną z motoryką. Dzięki finansowaniu z unijnego indywidualnego stypendium w ramach programu „Maria Skłodowska-Curie” w projekcie Stim-Plast-O zajęto się zbadaniem jednej z metod neurostymulacji: przezczaszkowej stymulacji prądem stałym (ang. transcranial direct current stimulation, tDCS). Zespół wykorzystał liczne techniki obrazowania metodą rezonansu magnetycznego oraz techniki analityczne do identyfikacji procesów neuronowych odpowiedzialnych za spowodowane przez tDCS modulacje zachowań zdrowych osób starszych w wieku powyżej 55 lat. „Według nas był to istotny krok przed wprowadzeniem do powszechnego stosowania takich metod jak tDCS jako skutecznych interwencji prowadzących do łagodzenia nie tylko skutków starzenia się, ale także upośledzeń spowodowanych stanami chorobowymi”, wyjaśnia dr Bradley King, stypendysta i badacz projektu Stim-Plast-O. Ogromne znaczenie stymulacji prawej lub lewej półkuli Kiedy zastosowano przezczaszkową stymulację prądem stałym pierwszorzędowej kory ruchowej u zdrowych osób starszych, okazało się, że wpływ na procesy związane z uczeniem się zdolności motorycznych był zależny od tego, która połowa mózgu była stymulowana. Istotne było odkrycie, że stymulacja kory ruchowej po prawej stronie pogorszyła wyniki zamiast je poprawić. Ma to znaczne konsekwencje dla wykorzystywania metod stymulacji. Jako narzędzie neurorehabilitacyjne do leczenia pacjentów po przebytych urazach neurologicznych, które są głównie jednostronne, np. udar, obserwowane efekty stymulacji u takich pacjentów mogą być powiązane z konkretną półkulą. Co ciekawe, jeśli chodzi o aktywność mózgu podczas wykonywania ćwiczeń ruchowych, tDCS rzeczywiście wpłynęła na modulację aktywności w regionach mózgu odpowiedzialnych za dane czynności. Ponadto działo się tak również w strukturach podkorowych, czyli takich, które nie znajdują się bezpośrednio pod obszarem mózgu, który był stymulowany. Kluczowa rola GABA Poprzednie badania prowadzone na młodych dorosłych wykazały, że zmniejszenia stężenia kwasu gamma-aminomasłowego (GABA), głównego neuroprzekaźnika o działaniu hamującym w układzie nerwowym, są kluczowe w procesach uczenia się i pamięci, oraz że tDCS jest skuteczna w zmniejszaniu tego stężenia. „Jednak nasze wyniki wykazały, że u zdrowych osób starszych tDCS nie spowodowała zmian w stężeniu GABA w stymulowanej korze ruchowej”, zauważa dr King. To może potencjalnie sugerować, że niezdolność do zmiany stężenia GABA w starzejącym się mózgu może przyczyniać się do powstawania znanych nam braków w umiejętności uczenia się i zapamiętywania, związanych z procesem starzenia – jest to hipoteza, którą bada zespół. Co dalej po zakończeniu projektu Stim-Plast-O Uczestnicy projektu przeszli całą serię badań metodami neuroobrazowania, dzięki czemu uzyskano wiele danych do analizy, która zostanie sfinalizowana w nadchodzących miesiącach. „Pozwoli to nam na zbadanie zmian w aktywności mózgu, połączeniach funkcjonalnych i stężeniu neurometabolitów spowodowanych uczeniem się zdolności motorycznych i stymulacją. Chcemy także dowiedzieć się, jak na te procesy wpływają indywidualne różnice w strukturze mózgu”, wyjaśnia dr King. Jeśli chodzi o plany na przyszłość, zespół pracuje nad uzupełniającym eksperymentem, który pozwoli na ocenę warunków brzegowych potrzebnych do podnoszenia kompetencji behawioralnych dzięki zastosowaniu tDCS. Mimo że metody stymulacji mózgu, takie jak tDCS, mogą z pewnością być potężnym narzędziem, ich skuteczność zależy od wielu takich warunków brzegowych, w tym parametrów stymulacji, a nawet indywidualnych różnic w strukturze i funkcjonalnej organizacji mózgu. „Niezbędne jest przeprowadzenie dodatkowych badań, żeby dokładnie określić te warunki, zanim takie metody stymulacji będą mogły być powszechnie stosowane”, podsumowuje dr King.
