ENG: Traumatic brain injury (TBI) has disabled 1 to 2% of the population, and one of their most common disabilities is problems with short-term memory. Electrical stimulation has emerged as a viable tool to improve brain function in people with other neurological disorders. Now, a new study in the journal Brain Stimulation shows that targeted electrical stimulation in patients with traumatic brain injury led to an average 19% boost in recalling words.
Led by University of Pennsylvania psychology professor Michael Jacob Kahana, a team of neuroscientists studied TBI patients with implanted electrodes, analyzed neural data as patients studied words, and used a machine learning algorithm to predict momentary memory lapses. Other lead authors included Wesleyan University psychology professor Youssef Ezzyat and Penn research scientist Paul Wanda.
Study co-author Ramon Diaz-Arrastia, director of the Traumatic Brain Injury Clinical Research Center at Penn Medicine, says the top causes of TBI are motor vehicle accidents, which are decreasing, and falls, which are rising because of the aging population. The next most common causes are assaults and head injuries from participation in contact sports. This study specifically focuses on eight people with a history of moderate-to-severe TBI, who were recruited from a larger group of patients undergoing neurosurgical evaluation for epilepsy. Seven of the eight are male, and Diaz-Arrastia says 80% of people who get hospitalized for traumatic brain injury overall are male.
The researchers’ primary question was whether stimulation could improve memory across entire lists of words when only some words were stimulated, whereas prior studies only considered the effect of stimulation on individual words. The study notes that more work remains before this kind of stimulation can be applied in a therapeutic setting, and scientists need to study physiological responses to stimulation to better understand the neural mechanisms behind improved memory performance.
RO: Leziunile cerebrale traumatice (LCT) au afectat între 1 și 2% din populație, iar una dintre cele mai frecvente dizabilități este reprezentată de problemele cu memoria pe termen scurt. Stimularea electrică a apărut ca un instrument viabil pentru a îmbunătăți funcția cerebrală la persoanele cu alte tulburări neurologice. Acum, un nou studiu publicat în revista Brain Stimulation arată că stimularea electrică țintită la pacienții cu leziuni cerebrale traumatice a dus la o creștere medie de 19% în ceea ce privește reamintirea cuvintelor.
Condusă de profesorul de psihologie Michael Jacob Kahana de la Universitatea din Pennsylvania, o echipă de cercetători în neuroștiințe a studiat pacienții cu LCT cu electrozi implantați, a analizat datele neuronale în timp ce pacienții studiau cuvinte și a folosit un algoritm de învățare automată pentru a prezice lacunele de memorie pe termen scurt. Alți autori principali au fost profesorul de psihologie de la Universitatea Wesleyan, Youssef Ezzyat, și cercetătorul științific de la Penn, Paul Wanda.
Coautorul studiului, Ramon Diaz-Arrastia, director al Traumatic Brain Injury Clinical Research Center de la Penn Medicine, spune că principalele cauze ale LCT sunt accidentele de autovehicule, care sunt în scădere, și căderile, care sunt în creștere din cauza îmbătrânirii populației. Alte cauze frecvente sunt agresiunile și traumatismele craniene cauzate de participarea la sporturi de contact. Acest studiu se concentrează în mod special pe opt persoane cu antecedente de LCT moderat spre sever, care au fost recrutate dintr-un grup mai mare de pacienți supuși unei evaluări neurochirurgicale pentru epilepsie. Șapte dintre cei opt sunt bărbați, iar Diaz-Arrastia spune că 80% dintre persoanele care sunt spitalizate pentru traumatisme cranio-cerebrale sunt în general bărbați.
Întrebarea principală a cercetătorilor a fost dacă stimularea ar putea îmbunătăți memoria pe liste întregi de cuvinte atunci când doar unele cuvinte au fost stimulate, în timp ce studiile anterioare au luat în considerare doar efectul stimulării asupra cuvintelor individuale. Studiul notează că mai sunt multe de făcut înainte ca acest tip de stimulare să poată fi aplicat într-un cadru terapeutic, iar oamenii de știință trebuie să studieze răspunsurile fiziologice la stimulare pentru a înțelege mai bine mecanismele neuronale care stau la baza îmbunătățirii performanței memoriei.
Source (Penn Today, “AI-guided brain stimulation aids memory in traumatic brain injury”, 17.07.2023)
Paper: Kahana, M.J., Ezzyat, Y., Wanda, P.A., Solomon, E.A., Adamovich-Zeitlin, R., Lega, B., Jobst, B.C., Gross, R.E., Ding, K. and Diaz-Arrastia, R.R., 2023. Biomarker-guided neuromodulation aids memory in traumatic brain injury. Brain stimulation.
