Aju stimuleerimise tõhusus sõltub õppimisvõimest, mitte vanusest

Vananedes halvenevad meie kognitiivsed ja motoorsed funktsioonid, mis mõjutab iseseisvust ja elukvaliteeti. Selle probleemi lahendamisele suunatud tehnoloogiate hulgas pakub erilist huvi anoodne transkraniaalne alalisvoolu stimulatsioon (atDCS). See meetod kasutab nõrka elektrivoolu neuronite aktiivsuse moduleerimiseks ilma kirurgilise sekkumise vajaduseta.

Siiski on atDCS-i uuringud näidanud vastuolulisi tulemusi. Üheks põhjuseks peetakse individuaalset vastuvõtlikkust stimulatsioonile, mis võib sõltuda sellistest teguritest nagu vanus, põhivõimed ja varasem kogemus. Selle põhjuse väljaselgitamiseks uurisid Friedhelm Hummeli juhitud EPFL-i teadlased, kuidas loomulikud õppimisvõimed mõjutavad atDCS-i efektiivsust.

Uuringu peamised tulemused

Ajakirjas npj Science of Learning avaldatud uuring näitab, et:

• Vähem efektiivsete õpistrateegiatega inimesed (suboptimaalsed õppijad) saavad stimulatsioonist rohkem kasu, näidates üles ülesannete täpsuse kiiremat paranemist.
• Need, kes on algselt efektiivsemad õppijad (optimaalsed õppijad), võivad stimulatsioonist isegi negatiivseid mõjusid kogeda.

See leid kinnitab, et atDCS-il on pigem taastav kui leevendav toime, mis on eriti oluline neurorehabilitatsiooni puhul.

Metoodika

Teadlased värbasid uuringusse 40 osalejat: 20 keskealist (50–65-aastast) ja 20 eakat (üle 65-aastast). Rühmad jagati aktiivset stimulatsiooni saanud ja platseebot saanud rühmadesse. Osalejad sooritasid 10 päeva jooksul järjestikuste klahvivajutuste ülesannet (motoorne õppimine).

Masinõppe algoritmi abil liigitati osalejad nende esialgse soorituse põhjal optimaalseteks või mitteoptimaalseteks õppijateks, mis võimaldas neil ennustada, kes neist stimulatsioonist kasu saaks.

Järeldused

• atDCS-i raames parandasid optimaalsest madalama taseme õppijad ülesannete täpsust kiiremini.
• Optimaalsed õppijad näitasid stimulatsioonile kokkupuutel kalduvust soorituse halvenemisele.
• Stimulatsiooni mõjud ei sõltunud osalejate vanusest.

Rakenduse tulevik

Need leiud võivad muuta neurorehabilitatsiooni ja teiste ravimeetodite lähenemisviisi. Ühe universaalse lähenemisviisi asemel teevad teadlased ettepaneku töötada välja individuaalsed stimulatsiooniprotokollid, mis on kohandatud patsiendi individuaalsetele vajadustele.

Pablo Maceira, uuringu esimene autor:
"Masinõppe kasutamine on aidanud meil mõista, kuidas erinevad tegurid mõjutavad aju stimulatsiooni individuaalset mõju. See avab tee selle eeliste maksimeerimiseks üksikute patsientide jaoks."

Tulevikus võiksid sellised algoritmid aidata arstidel kindlaks teha, millised patsiendid saavad aju stimulatsiooniravist kasu, parandades taastusravi tulemusi pärast insulti või ajukahjustust.

Uuring avaldati ajakirjas npj Science of Learning.