Neuroscienziati hanno sviluppato un sistema protesico per potenziare la memoria del cervello

Un nuovo sistema protesico è stato sviluppato da neuroscienziati per “manipolare” le vie della memoria nel cervello, al fine di migliorare il recupero di memorie specifiche. Mentre la tecnologia cerebrale profonda non è ancora in grado di aiutarti a ricordare se hai spento il forno, la ricerca condotta dall’Università di Wake Forest (WFU) e dall’Università della California del Sud (USC) ha dimostrato che talvolta può aiutare le persone a richiamare immagini particolari con maggiore facilità.

La stimolazione elettrica e magnetica del cervello si sono recentemente rivelate come nuovi modi promettenti per migliorare le prestazioni cognitive complessive, ma fino a questo recente risultato, l’idea di una “scarica” cerebrale per ricordare dettagli distinti era solo fantascienza.

La ricerca è stata condotta su 14 adulti con epilessia, ai quali sono state inserite sonde cerebrali per localizzare l’epicentro delle crisi epilettiche. Questi stessi impianti sono stati utilizzati come piattaforma per lo studio della stimolazione elettrica del cervello.

I ricercatori hanno utilizzato nel 2018 degli impianti neurali per “scrivere codici” di informazioni nell’ippocampo – la zona dove si ritiene che le memorie siano “memorizzate” nel cervello. Questi codici elettrici sono stati progettati per emulare un modello di attività neurale associato al ricordo di informazioni.

Ora, il team è andato ancora più avanti. Hanno utilizzato un modello informatico che monitora l’attività cerebrale di una persona per cercare di individuare quali schemi siano associati alla memoria di immagini specifiche.

Durante un test di memoria visiva, il modello generava schemi di stimolazione per ogni individuo, legati a memorizzare immagini di animali, edifici, piante, attrezzi e veicoli.

Quando questi stessi “codici” neurali venivano riprodotti artificialmente nell’ippocampo, i partecipanti allo studio erano più bravi nel riconoscere le immagini osservate in precedenza, con un tasso di successo del 22%.

Sebbene l’accuratezza sia ancora relativamente bassa, i risultati sono stati ancora migliori, arrivando al 38%, quando i ricercatori hanno stimolato entrambi gli emisferi del cervello e si sono focalizzati solo su partecipanti con una memoria compromessa.

“La nostra ambizione è creare un’intervento capace di ripristinare la funzione mnemonica persa a causa di malattie come l’Alzheimer, ictus o traumi cranici”, afferma il neuroscienziato Brent Roeder.

Il team di ricercatori sostiene che questa forma di stimolazione cerebrale profonda “ha il potenziale di essere utilizzata per modificare significativamente la memoria”. Tuttavia, ci sono ancora diverse sfide sul cammino verso questo futuro.

La ricerca di “codici statici” per le singole memorie richiede ulteriori raffinamenti e test del modello attuale. Anche quando un codice funziona nel migliorare la memoria, come nell’esperimento attuale, non è chiaro quale componente di una categoria di immagini venga codificato da quegli schemi neurali.

Inoltre, l’attenzione potrebbe variare da persona a persona e nel tempo.

I ricercatori intendono continuare a perfezionare il loro modello di memoria per capire come le informazioni di base vengano codificate e recuperate nell’ippocampo. Vogliono anche testare se i modelli mnemonici di un individuo possano essere utilizzati per stimolare la memoria in un altro.

Se tutto ciò risulterà possibile, si potrebbe supporre che il sistema protesico per la memoria “scriva” un codice di memoria nel cervello anziché “rafforzare” un codice già presente.

“Ognuna di queste domande farà progredire la ricerca fino a sviluppare una protesi di memoria che operi su caratteristiche generali dell’encoding mnemonico comuni a tutti i pazienti, ma sufficientemente specifiche per favorire la conservazione di contenuti mnemonici specifici”, concludono i ricercatori.

Lo studio è stato pubblicato su Frontiers in Computational Neuroscience.

Una sezione FAQ basata sui principali argomenti e informazioni presentate nell’articolo:

1. Qual è lo scopo del nuovo sistema protesico sviluppato dai neuroscienziati?
Lo scopo del nuovo sistema protesico è quello di migliorare il recupero di memorie specifiche manipolando le vie della memoria nel cervello.

2. Come funziona la stimolazione elettrica e magnetica del cervello?
La stimolazione elettrica e magnetica del cervello sono nuovi modi promettenti per migliorare le prestazioni cognitive complessive. Queste forme di stimolazione vengono utilizzate per influenzare l’attività neurale nel cervello.

3. Quali sono state le modalità di ricerca dello studio?
Lo studio è stato condotto su 14 adulti con epilessia, ai quali sono state inserite sonde cerebrali per localizzare l’epicentro delle crisi epilettiche. Questi stessi impianti sono stati utilizzati come piattaforma per lo studio della stimolazione elettrica del cervello.

4. Cosa hanno fatto i ricercatori nel 2018 utilizzando gli impianti neurali?
Nel 2018, i ricercatori hanno utilizzato gli impianti neurali per “scrivere codici” di informazioni nell’ippocampo, la zona del cervello dove si ritiene che le memorie siano “memorizzate”. Questi codici elettrici imitavano un modello di attività neurale associato al ricordo di informazioni.

5. Come hanno ulteriormente sviluppato il sistema protesico nel recente studio?
Nel recente studio, i ricercatori hanno utilizzato un modello informatico per monitorare l’attività cerebrale e individuare gli schemi neurali associati alla memoria di immagini specifiche. Questi schemi sono stati quindi riprodotti artificialmente nell’ippocampo per migliorare il riconoscimento delle immagini osservate in precedenza.

6. Quali sono stati i risultati dello studio?
Lo studio ha mostrato che quando i codici neurali erano riprodotti nell’ippocampo, i partecipanti erano in grado di riconoscere le immagini osservate in precedenza con un tasso di successo del 22%. Questo tasso di successo è aumentato fino al 38% quando entrambi gli emisferi del cervello sono stati stimolati e si sono concentrati solo su partecipanti con una memoria compromessa.

7. Qual è l’obiettivo finale dei ricercatori?
L’obiettivo finale dei ricercatori è creare un’intervento con il potenziale di ripristinare la funzione mnemonica persa a causa di malattie come l’Alzheimer, ictus o traumi cranici.

Termini chiave o gergo utilizzato nell’articolo:
– Tecnologia cerebrale profonda: la stimolazione elettrica e magnetica del cervello per migliorare le prestazioni cognitive.
– Stimolazione elettrica del cervello: l’utilizzo di impulsi elettrici per influenzare l’attività neurale nel cervello.
– Neural Implants: sonde inserite nel cervello per localizzare e studiare attività neuronali.
– Ippocampo: una parte del cervello coinvolta nella formazione e nel recupero delle memorie.

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Frontiers in Computational Neuroscience