Effekten av hjernestimulering avhenger av læringsevne, ikke alder

Etter hvert som vi blir eldre, forringes våre kognitive og motoriske funksjoner, noe som påvirker uavhengighet og livskvalitet. Blant teknologiene som tar sikte på å løse dette problemet, er anodal transkraniell likestrømsstimulering (atDCS) av spesiell interesse. Denne metoden bruker en svak elektrisk strøm for å modulere aktiviteten til nevroner, uten behov for kirurgisk inngrep.

Studier av atDCS har imidlertid vist motstridende resultater. En årsak antas å være forskjeller i individuell mottakelighet for stimulering, som kan avhenge av faktorer som alder, grunnleggende evner og tidligere erfaring. For å komme til bunns i dette undersøkte EPFL-forskere ledet av Friedhelm Hummel hvordan naturlige læringsevner påvirker effektiviteten til atDCS.

Viktige funn fra studien

En studie publisert i tidsskriftet npj Science of Learning viser at:

• Personer med mindre effektive læringsstrategier (suboptimale elever) drar mer nytte av stimulering, og viser akselererte forbedringer i oppgavens nøyaktighet.
• De som i utgangspunktet er mer effektive elever (optimale elever), kan til og med oppleve negative effekter av stimulering.

Dette funnet bekrefter at atDCS har en gjenopprettende snarere enn en lindrende effekt, noe som er spesielt viktig for nevrorehabilitering.

Metodikk

Forskerne rekrutterte 40 deltakere: 20 middelaldrende (50–65 år) og 20 eldre (over 65 år). Gruppene ble delt inn i de som fikk aktiv stimulering og de som fikk placebo. Deltakerne utførte en sekvensiell tastetrykkoppgave (motorisk læring) i 10 dager.

Ved hjelp av en maskinlæringsalgoritme ble deltakerne klassifisert som optimale eller suboptimale elever basert på deres innledende ytelse, slik at de kunne forutsi hvem av dem som ville ha nytte av stimulering.

Konklusjoner

• Suboptimale elever forbedret oppgavens nøyaktighet raskere under atDCS.
• Optimale elever viste en tendens til å forverre sine prestasjoner når de ble utsatt for stimulering.
• Effektene av stimuleringen var uavhengige av deltakernes alder.

Fremtiden for applikasjonen

Disse funnene kan endre tilnærmingen til nevrorehabilitering og andre behandlingsformer. I stedet for en universalløsning foreslår forskerne å utvikle personlige stimuleringsprotokoller skreddersydd til pasientens individuelle behov.

Pablo Maceira, førsteforfatter av studien:
«Bruk av maskinlæring har hjulpet oss å forstå hvordan ulike faktorer påvirker de individuelle effektene av hjernestimulering. Dette åpner for å maksimere fordelene for individuelle pasienter.»

I fremtiden kan slike algoritmer hjelpe leger med å bestemme hvilke pasienter som vil ha nytte av hjernestimuleringsterapi, og dermed forbedre rehabiliteringsresultatene etter hjerneslag eller hjerneskade.

Studien ble publisert i tidsskriftet npj Science of Learning.