Niejednoznaczne wyniki dotychczasowych badań

Pomimo obiecujących wyników badań nad atDCS (z ang. anodal transcranial direct current stimulation), w wielu przypadkach okazały się one niejednoznaczne i trudne do interpretacji, bowiem nie wszyscy badani reagują na tę metodę w taki sam sposób. U niektórych pacjentów zaobserwowano znaczne korzyści, podczas gdy inni nie doświadczyli żadnej poprawy. W celu znalezienia źródła problemu badacze rozpoczęli analizę czynników, które mogłyby wpływać na różnorodność odpowiedzi pacjentów na stymulację, a jako główną zmienną uznano wiek. Niemniej jednak badania wykazały, że to natywne zdolności uczenia się determinują największy wpływ stymulacji mózgu na pacjentów i mogą decydować o korzyściach terapeutycznych.

Zdolności uczenia się a korzyści terapii atDCS

Najnowsze badania, prowadzone przez Friedhelma Hummela z Politechniki Federalnej w Lozannie, wskazują, że kluczowym czynnikiem determinującym skuteczność stymulacji jest poziom zdolności uczenia się danej osoby. Naukowcy postanowili zatem zbadać, jak wrodzone zdolności do uczenia się wpływają na efekty stymulacji mózgu podczas nauki zadania motorycznego. Badanie obejmowało 40 uczestników, w tym 20 osób w średnim wieku (50-65 lat) oraz 20 osób starszych (powyżej 65. roku życia). Uczestnicy zostali podzieleni na dwie grupy – jedna z nich otrzymywała aktywną stymulację prądem stałym, a druga placebo. W ciągu dziesięciu dni badani ćwiczyli zadanie związane z nauką sekwencji motorycznych polegające na odtwarzaniu numerowanej sekwencji przy użyciu klawiatury. Celem było jak najszybsze i jak najdokładniejsze wykonanie zadania. Aby określić, które osoby będą wrażliwsze na efekty stymulacji, badacze wykorzystali model uczenia maszynowego do klasyfikacji uczestników jako „optymalnych” lub „suboptymalnych” uczniów na podstawie ich początkowych wyników. Model miał na celu przewidzenie, kto uzyska pozytywne efekty terapii atDCS, biorąc pod uwagę zdolność do szybkiej integracji informacji na wczesnym etapie nauki.

Wyniki badania i wnioski

Badania dowiodły, że osoby o suboptymalnych strategiach uczenia się, które miały trudności w początkowym przyswajaniu zadania, wykazywały przyspieszoną poprawę dokładności podczas wykonywania zadania w trakcie stymulacji prądem stałym. Efekt ten nie był ograniczony do osób starszych – podobne wyniki uzyskano również u młodszych uczestników. Natomiast badani, którzy początkowo posługiwali się optymalnymi strategiami uczenia się, nie doświadczali żadnych efektów lub odczuwali negatywne skutki stosowania atDCS, co sugeruje, że stymulacja jest korzystniejsza dla osób mających początkowo trudności w nauce. Wyniki te sugerują, że atDCS najprawdopodobniej wyróżnia charakter rehabilitacyjny, a nie wspomagający. Ma to szczególne znaczenie w kontekście neurorehabilitacji, w której celem jest przywrócenie utraconych zdolności, np. po przebyciu udaru mózgu lub urazu.

Przyszłość terapii

Przeprowadzone przez naukowców badanie rzuca światło na możliwość opracowania spersonalizowanych protokołów terapii, które będą dostosowane do indywidualnych potrzeb pacjenta, a nie ukierunkowanych na wspólną cechę, taką jak wiek. Takie podejście może prowadzić do skuteczniejszych interwencji opartych na stymulacji mózgu, dedykowanych mechanizmom wspierających uczenie się, zwłaszcza w świetle neurorehabilitacji, której głównym celem jest ponowna nauka umiejętności utraconych w wyniku uszkodzenia mózgu. – W przyszłości klinicyści będą mogli zastosować bardziej zaawansowaną wersję naszego algorytmu, aby określić, czy pacjent odniesie korzyść z terapii opartej na stymulacji mózgu, co wzmocni efekty neurorehabilitacji i spersonalizuje leczenie – mówi główny autor badania, neurobiolog Friedhelm Hummel.