Глубокая стимуляция средней части височных долей помогла улучшить запоминание текстовой информации. Это выяснили американские ученые, которые простимулировали кору головного мозга пациентов с эпилепсией, основываясь на их мозговой активности во время запоминания стимулов. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Запоминание или забывание информации зависит от активности мозга во время ее обработки: в этом процессе участвуют гиппокамп («командный центр» памяти), а также разные области височных долей (в основном — средняя их часть). Данные о том, какие нейронные связи участвуют в процессе эффективного запоминания информации, затем можно использовать при стимуляции головного мозга — для возможного улучшения памяти.
Такая стимуляция может быть двух видов: открытой (open-loop) и замкнутой (closed-loop). Открытый вид подразумевает продолжительную стимуляцию (магнитную или электрическую) определенных областей мозга на высоких частотах, в то время как замкнутый вид — это стимуляция в ответ на нейронную активность. Все существующие на данный момент исследования, однако, использовали для изучения возможного улучшения памяти стимуляцию открытого типа: несмотря на то, что некоторые работы указывают на успех такого метода, его точная эффективность до сих пор не установлена.
Авторы работы под руководством Майкла Каханы (Michael Kahana) из Университета Пенсильвании испробовали для улучшения памяти замкнутую инвазивную стимуляцию боковой части височных долей. В исследовании приняли участие 25 пациентов с инсультом: на поверхности коры головного мозга каждого из них установлены электроды для мониторинга приступов.
В ходе эксперимента участникам показывали два типа стимулов: короткие слова и небольшие арифметические задачки. Слова использовались в качестве информации на запоминание, в то время как примеры были отвлекающими. От участников требовалось запомнить слова, а затем, после решения отвлекающих примеров, — вспомнить их. Активность височных долей, связанную с успешным или не успешным запоминанием слова, затем использовали для глубокой стимуляции.
Использовав данные об активности головного мозга во время успешного запоминания для дальнейшей стимуляции, ученые смогли увеличить число правильных ответов участников при запоминании на 15 процентов.
Ученые отмечают, что успешное улучшение запоминания информации путем инвазивной электростимуляции закрытого типа, во-первых, указывает на важную роль средней части височных долей в процессе этом процессе, а, во-вторых, может в дальнейшем использоваться для профилактики и лечения расстройств и заболеваний, симптомом которых и является нарушение памяти.
Еще один возможный способ улучшить память — это инъекция в гиппокамп белка TIMP2 из плазмы крови человеческой пуповины. В апреле прошлого года такой метод успешно опробовали на мышах: после введения у них улучшилась пространственная память.
Елизавета Ивтушок
А вот амфибии не в восторге
Чаще всего животные в зоопарках относятся к посетителям нейтрально: присутствие или отсутствие гостей не меняет привычного поведения животных или их физиологических показателей. Однако некоторым везет больше — например, слоны лучше всего реагируют на людей и не испытывают их отрицательного влияния. А вот амфибии в этом вопросе — на другом полюсе. К таким выводам пришли ученые, которые проанализировали 105 научных исследований, посвященных влиянию посетителей зоопарка на их обитателей (исключая приматов). Исследование опубликовано в журнале Animals. Посетители зоопарка по-разному влияют на его обитателей. Наличие или отсутствие людей, расстояние, на которое они приближаются к животным, их поведение, создаваемый шум, форма взаимодействия с животными и даже исходящие от них запахи могут быть источником стресса для животных. В ответ на такой стресс меняются реакции животных, например, они становятся менее активны, чаще избегают встречи с посетителями, а сотрудники зоопарков находят своих подопечных более бдительными, настороженными и отмечают у них больше стереотипных действий/реакций. С другой стороны, посетители могут и положительно влиять на обитателей зоопарков. Тогда животные проявляют повышенный интерес к посетителям и к зонам для посетителей, привлекают к себе внимание гостей зоопарка и даже приближаются к ним. И, наконец, присутствие или отсутствие посетителей может никак не сказываться на животных: поведение или физиологические показатели питомцев зоопарка (например, частота дыхания и сердечных сокращений, уровень кортизола — гормона стресса) не изменяются. Такое разное влияние гостей зоопарка на его обитателей называют эффектом посетителя. Лучше всего исследовано влияние посетителей на приматов, которые испытывают на себе, как положительные, так и отрицательные эффекты от встреч и взаимодействия с гостями зоопарков. Приматы активны, а их поведение разнообразно, поэтому внимание посетителей часто направлено на них. Такие особенности и высокий интерес людей к этим обитателям зоопарков и стали причинами, по которым эффект посетителя наиболее изучен для приматов. Однако Эллен Уильямс (Ellen Williams) из Университета Харпера Адамса и ее коллеги показали, что начиная с 1992 года появляются исследования эффекта посетителя для видов, которые не относятся к приматам. Особенно много таких публикаций авторы отметили в 2021 году, когда было выпущено 24 статьи. Чтобы выяснить это, ученые с помощью статистических методовпроанализировали 105 исследований эффекта посетителей для 252 видов животных, ни один из которых не относился к приматам. Большинство исследованных видов были млекопитающими (56 процентов), 28 процентов — птицами, 1 — беспозвоночными, 4 — рыбами, 9 процентов — рептилиями и 2 — земноводным. Что интересно, если первые в этом контексте работы о млекопитающих не из отряда приматов появились в 1992 году, то первая статья о птицах вышла в 2008 году, а первое упоминание беспозвоночных относится только к 2019 году, амфибий, рептилий и рыб — 2020-2021 годам. Во всех исследовательских работах было 302 интерпретации влияния посетителей. Из них 53 процента интерпретаций были нейтральными, 21 — отрицательными и только 4 — положительными. Оказалось, что лучше всего фактор посетителей сказывается на слонах. В исследованиях с этими животными чаще отмечался положительный эффект посетителя (p< 0,0002) и не отмечался отрицательный. Как предполагают авторы, отсутствие отрицательных реакций у слонов может быть связано с их размерами, по аналогии с обезьянами, среди которых негативно чаще реагировали те, которые по размеру меньше человека. Или же, возможно, что дело в особенностях содержания: как опасных животных, слонов необходимо держать в безопасности и на расстоянии от публики, что могло способствовать снижению негативного воздействия людей на реакции слонов в зоопарках (но не стоит торопиться в вольеры к этим животным, так как авторы предупреждают, что исследований со слонами мало, и все результаты очень предварительны.) Среди млекопитающих (исключая приматов) чаще негативно реагировали непарнокопытные и парнокопытные, сумчатые и ежи. Хотя и хищники, например, львы, тигры, леопарды и сурикаты, наряду с нейтральным и положительным откликом на посетителей, испытывали и отрицательное влияние. Попугаи, которые сами хотят взаимодействовать с людьми, как и слоны, часто имели положительный опыт (p < 0,0002), но и отрицательный — тоже. При этом в целом птицы чаще всего реагировали на посетителей нейтрально, рыбы — нейтрально, амфибии — отрицательно (p < 0,05). В основном критериями оценки эффекта посетителя были изменения в поведении животных: в 95 исследованиях из 105 оценивалось именно оно. Например, в исследованиях отслеживались активность животного или бездействие, характер передвижений, близость к сородичам, близость к посетителям, позитивные социальные взаимодействия, поведение в состоянии покоя, стереотипное или нормальное поведение и бдительность. Также оценивались и физиологические сдвиги — в 26 исследованиях, и физические изменения — в одном исследовании. Поведенческие, физические и физиологические измерения использовались в отношении млекопитающих, поведенческие и физиологические — в отношении птиц. Для рептилий, амфибий, рыб и беспозвоночных использовались только поведенческие наблюдения. Авторы этой работы делают достаточно обобщенные выводы, однако отмечают, что есть и индивидуальные особенности, благодаря которым каждое отдельное животное по-разному переживает опыт взаимодействия с людьми. И о такой разнице сообщали и другие исследователи. Например, слониха Пха из Берлинского зоопарка научилась чистить бананы, когда ее сородичи продолжали есть с кожурой.