Миндалевидное тело: память, которую стоит запомнить!

Нейробиологи обнаружили индивидуальные различия в реакции памяти на стимуляцию миндалевидного тела
Новое исследование, опубликованное в журнале "Когнитивная, аффективная и поведенческая нейронаука", предоставляет доказательства того, что электрическая стимуляция миндалевидного тела во время обучения может улучшить долговременную память о нейтральных изображениях, но только после задержки и не для всех. Исследователи выяснили, что эта стимуляция может помочь приоритизировать воспоминания для дальнейшего запоминания, но эффект варьируется от человека к человеку. На самом деле, некоторые участники испытали усиление памяти, в то время как у других она ухудшилась. Лучший предсказатель того, помогла или навредила стимуляция, - это исходное состояние памяти каждого человека.

Исследование основывается на растущем объеме работ, исследующих то, как миндалевидное тело влияет на память. Хотя известно, что эмоциональные события запоминаются лучше, чем нейтральные, это не только благодаря их эмоциональному содержимому. Это также связано с тем, что мозг, особенно миндалевидное тело, играет роль в приоритизации этих воспоминаний для долговременного хранения. Этот процесс приоритизации взаимодействует с гиппокампом и другими соседними областями, которые отвечают за кодирование деталей произошедших событий. Но исследователи этого исследования хотели узнать, возможно ли стимулировать миндалевидное тело, чтобы улучшить память, даже когда эмоциональное возбуждение не задействовано.

В прошлом исследовании та же группа ученых показала, что стимулирование базолатерального миндалевидного тела (BLA) на низких уровнях электричества, которые не вызывали никаких сознательных эмоциональных ощущений, могло увеличить память о нейтральных изображениях через 24 часа. Это обнаружение предполагало, что может быть возможно отделить память от обычной роли миндалевидного тела в обработке эмоций. Новое исследование направлено на проверку этой идеи на более широкой выборке и изучение того, почему некоторые люди получают выгоду от стимуляции, а другие нет.

Для этого исследователи привлекли 31 взрослого, которые проходили мониторинг мозга для лечения резистентной к лечению эпилепсии. Эти пациенты уже прошли процедуру, в ходе которой глубинные электроды были имплантированы в различные области мозга, включая миндалевидное тело, чтобы помочь идентифицировать источник их судорог. Эта установка предоставила команде исследователей редкую возможность напрямую стимулировать миндалевидное тело, пока участники были бодрствующими и выполняли задачи на память.

Каждому участнику показывали серию нейтральных изображений — фотографии предметов — и просили оценить, находился ли объект чаще в помещении или на улице. В половине испытаний, пока изображение показывали, исследователи отправляли короткий заряд электрической стимуляции в BLA. В другой половине стимулирования не было. Важно, что стимуляция происходила ниже порога осознания, и никто из участников не подтвердил, что что-либо ощущал во время испытаний.

После просмотра изображений участников тестировали дважды: сразу после сессии и снова через 24 часа. Соответственно предсказаниям исследователей, значительных различий в производительности памяти на немедленном тесте не было. Но на 24-й отметке исследователи обнаружили, что участники лучше запоминали стимулированные изображения, чем не стимулированные — по крайней мере, в среднем.

Однако среднее значение скрывало поразительную степень индивидуальных различий. Некоторые участники показали сильное увеличение памяти после стимуляции миндалевидного тела, другие не показали изменений, а некоторые даже показали худшие результаты на стимулированных испытаниях. Это побудило исследователей выяснить, какие личные факторы могут быть причиной этих различий.

Наиболее последовательным предсказателем была исходная производительность памяти каждого человека, оцененная до операции с помощью стандартных нейропсихологических тестов. Люди, которые получили более низкие оценки на этих базовых тестах, были более склонны к сильной реакции — положительной или отрицательной — на стимуляцию. В отличие от этого, индивиды с высокой исходной памятью, как правило, не показывали изменений. Это предполагает, что стимуляция может взаимодействовать с уже существующими функциями памяти, усиливая слабые системы или нарушая уже хорошо функционирующие.

Другие факторы также играли роль. Были намеки на половые различия, с тем, что мужчины более склонны к сильному увеличению памяти, а женщины — к отсутствию эффекта или даже ухудшению. Однако эти половые различия не достигли статистической значимости во всех анализах. Кроме того, участники, которые показывали более частую аномальную активность мозга (известную как интериктальные эпилептиформные разряды или IED) во время задания, как правило, показали большую вариативность реакции на стимуляцию. Это может означать, что базовое состояние мозга во время обучения — его электрическая активность и восприимчивость к помехам — влияет на то, насколько хорошо работает стимуляция.

Местоположение электрода стимуляции внутри миндалевидного тела и его расстояние до соседних областей мозга, таких как гиппокамп, энторинальная кора и перириниальная кора, тоже были исследованы. Однако исследователи не обнаружили никакой последовательной связи между близостью к этим регионам и результатами памяти. Это было несколько неожиданно, учитывая, что предыдущие исследования показали, что стимуляция определенных частей медиальной височной доли может либо помочь, либо навредить памяти в зависимости от точного целевого положения.

Результаты исследования подчеркивают важность индивидуализированных стратегий нейромодуляции. Хотя стимуляция миндалевидного тела, похоже, сохраняет потенциал как средство для улучшения памяти, особенно у людей с нарушениями памяти, ясно, что универсальные подходы вряд ли будут эффективными. Вместо этого понимание того, кто скорее всего получит пользу — и при каких условиях — будет ключом к разработке безопасного и эффективного терапевтического применения.

Как и в любом исследовании с участием нейрохирургических пациентов, есть ограничения. Все участники имели эпилепсию, и многие принимали препараты, которые могут повлиять на память. Размер выборки, хотя и больше, чем в предыдущих работах в этой области, все же был относительно мал. Кроме того, исследователи объединили данные из трех немного разных субэкспериментов, которые варьировались в том, как и когда проводилась стимуляция. Хотя это дало им возможность исследовать более широкий диапазон условий стимуляции, это также добавило сложности в анализ.

Исследователи также отмечают, что хотя их протокол стимуляции не создавал субъективных эмоциональных эффектов, они не могут полностью исключить возможность, что он повлиял на бессознательные эмоциональные процессы. Будущие исследования могут исследовать, позволяет ли регулировка интенсивности или времени стимуляции дальше оптимизировать результаты памяти, и безопасны ли эти методы для использования в неэпилептических популяциях, включая пожилых людей или людей с нарушениями памяти, такими как болезнь Альцгеймера.

Исследование "Изучение индивидуальных различий в модификации памяти, опосредованной миндалевидным телом", было написано Мартиной К. Холлерен, Джозефом Р. Мэннсом, Лу Т. Бланпеном, Стефаном Б. Хаманном, Келли Биджанки, Робертом Е. Гроссом, Дэниелом Л. Дрейном, Джастином М. Кэмпбеллом, Кристой Л. Уолстром, Гриффином Ф. Лайтом, Айдином Тасевацом, Филлипом Димерестом, Петером Бруннером, Джоном Т. Уилли и Кори С. Инманом.