Инновационное мобильное приложение раскрывает потенциал стареющего мозга, помогая ориентироваться в темноте
Протокол мультисенсорного цифрового лечения, включающий сенсорную интеграцию, сенсорную замену и сенсорную маскировку (например, завязывание глаз), значительно улучшил результаты участников в задачах на пространственную память. Анализ фМРТ в состоянии покоя показал, что эти улучшения были связаны с улучшенной связью между областями мозга, связанными с памятью, исполнительными фронтальными областями и сетью режима по умолчанию (DMN).
Этот протокол обещает смягчить последствия возрастного снижения когнитивных функций, потенциально способствуя более здоровому старению и долголетию за счет улучшения связей в мозге как у здоровых людей, так и у пациентов с легкими когнитивными нарушениями (ЛКН) или болезнью Альцгеймера (БА).
Человеческий мозг с момента рождения и в более позднем возрасте обладает свойством нейропластичности, которое наделяет его способностью к адаптации и изменению. Исследование, недавно опубликованное в журнале iScience учеными Университета Райхмана, раскрывает способ использования этой способности для потенциального улучшения здоровья мозга на протяжении всей жизни. Используя инновационное мобильное приложение, разработанное Remepy Inc., стареющие взрослые, испытывающие субъективное снижение познавательных способностей (SCD), улучшили свои навигационные знания, которые включают пространственную навигацию и навыки пространственной памяти .
Известно, что навигационные знания ухудшаются как при нормальном, так и при патологическом старении, что наблюдается при таких состояниях, как MCI, деменция, болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. Возрастные изменения в производительности пространственной навигации были идентифицированы как потенциальный индикатор или даже биомаркер для оценки риска клинического прогрессирования возрастных дегенеративных заболеваний.
Интересно, что обработка и связь определенных областей мозга, гиппокампа и медиальной височной коры, как было показано, связаны не только с пространственной памятью (например, открытия О'Кифа и Мозера, удостоенные Нобелевской премии по физиологии и медицине 2014 года), но также поддерживают вербальную и эпизодическую память. Таким образом, улучшение навигационных знаний имеет потенциал для замедления нейродегенеративных процессов в стареющем мозге и даже для их смягчения.
Исследование включало семнадцать участников в возрасте 55–60 лет, страдающих SCD, которые прошли двухнедельный 30-минутный ежедневный цифровой протокол лечения. Лечение было сосредоточено на обучении в виртуальном лабиринте, интегрируя как аллоцентрические (основанные на карте), так и эгоцентрические (самостоятельно ориентированные) стратегии навигации.
Дополнительные элементы включали постепенное увеличение сложности лабиринта, а также сенсорную замену и сенсорную маскировку: изначально навигация с использованием полного зрения в сочетании со звуком, затем уменьшение зрительного ввода (путем частичного покрытия цифровой среды лабиринта) и, в конечном итоге, замена зрения только звуком (с использованием полной повязки на глаза).
Такое использование сенсорной замены и сенсорной маскировки основано на предыдущих исследованиях, проведенных автором, которые продемонстрировали, что зрительная депривация посредством завязывания глаз или выполнения заданий через альтернативные сенсорные пути, по сути, является методом высвобождения мозга для выполнения других задач, одновременно укрепляя обычно спящие, слабые или подавленные связи и сети.
После двухнедельного периода ежедневных тренировок участники продемонстрировали значительное улучшение результатов в заданиях на пространственную память. Это улучшение было особенно выражено во время навигационных сегментов с завязанными глазами, что подчеркивает эффективность мультисенсорного визуально-звукового подхода.
Дальнейший анализ с использованием функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) выявил усиление синаптической связности, зафиксированное с помощью измерений функциональной связности в состоянии покоя внутри и между областями мозга, ответственными за память, исполнительными фронтальными областями и областями DMN. Эти области больше всего страдают от нормального старения — показывая ослабление паттерна связности с возрастом и еще большее ослабление функциональной связности при дегенеративных состояниях мозга — поэтому текущий подход может потенциально помочь замедлить или даже обратить вспять этот сниженный паттерн связности.
Исследование также выявило некоторую индивидуальную изменчивость и корреляцию, подчеркивая тот факт, что у испытуемых, которые добились большего прогресса в тренировке пространственной памяти, наблюдалось еще более выраженное улучшение паттерна связности.
Эти результаты показывают, что программа цифровой тренировки может представлять собой многообещающий подход к улучшению пространственной памяти и навигации у людей с SCD (и памяти в целом), потенциально смягчая последствия возрастного снижения когнитивных способностей. Наблюдаемые улучшения в связях мозга указывают на то, что программа индуцировала нейропластичность и улучшила функциональную организацию мозга, способствуя лучшей пространственной когнитивной деятельности. Эти открытия могут стать еще одним шагом на пути к смягчению и замедлению нейродегенеративных процессов в стареющем мозге.