Effektiviteten af hjernestimulering afhænger af indlæringsevne, ikke alder

Med alderen forringes vores kognitive og motoriske funktioner, hvilket påvirker uafhængighed og livskvalitet. Blandt de teknologier, der sigter mod at løse dette problem, er anodal transkraniel jævnstrømsstimulering (atDCS) af særlig interesse. Denne metode bruger en svag elektrisk strøm til at modulere neuroners aktivitet uden behov for kirurgisk indgreb.

Imidlertid har studier af atDCS vist modstridende resultater. En årsag menes at være forskelle i individuel modtagelighed for stimulering, som kan afhænge af faktorer som alder, grundlæggende evner og tidligere erfaring. For at komme til bunds i dette undersøgte EPFL-forskere under ledelse af Friedhelm Hummel, hvordan naturlige indlæringsevner påvirker effektiviteten af atDCS.

Hovedresultater af undersøgelsen

En undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet npj Science of Learning viser, at:

• Mennesker med mindre effektive læringsstrategier (suboptimale elever) drager mere fordel af stimulering og viser accelererede forbedringer i opgavepræcision.
• De, der i starten er mere effektive elever (optimale elever), kan endda opleve negative effekter af stimulering.

Dette fund bekræfter, at atDCS har en genoprettende snarere end en lindrende effekt, hvilket er særligt vigtigt for neurorehabilitering.

Metodologi

Forskerne rekrutterede 40 deltagere: 20 midaldrende (50-65 år) og 20 ældre (over 65 år). Grupperne blev opdelt i dem, der modtog aktiv stimulering, og dem, der modtog placebo. Deltagerne udførte en sekventiel tastetryksopgave (motorisk læring) i 10 dage.

Ved hjælp af en maskinlæringsalgoritme blev deltagerne klassificeret som optimale eller suboptimale elever baseret på deres indledende præstation, hvilket gjorde det muligt for dem at forudsige, hvem af dem der ville have gavn af stimulering.

Konklusioner

• Suboptimale elever forbedrede opgavens nøjagtighed hurtigere under atDCS.
• Optimale elever viste en tendens til at forringes i præstation, når de blev udsat for stimulering.
• Effekterne af stimuleringen var uafhængige af deltagernes alder.

Fremtiden for applikationen

Disse resultater kan ændre tilgangen til neurorehabilitering og andre former for behandling. I stedet for en universel tilgang foreslår forskerne at udvikle personlige stimuleringsprotokoller, der er skræddersyet til patientens individuelle behov.

Pablo Maceira, førsteforfatter af studiet:
"Brug af maskinlæring har hjulpet os med at forstå, hvordan forskellige faktorer påvirker de individuelle effekter af hjernestimulering. Dette baner vejen for at maksimere dens fordele for individuelle patienter."

I fremtiden kan sådanne algoritmer hjælpe læger med at bestemme, hvilke patienter der vil have gavn af hjernestimuleringsterapi, hvilket forbedrer rehabiliteringsresultaterne efter slagtilfælde eller hjerneskade.

Undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet npj Science of Learning.