La stimolazione elettrica dell’amigdala stimola la memoria umana

La stimolazione diretta dell’amigdala migliora la memoria dichiarativa nell’uomo, lo studio trova.

Illustrazione dell’amigdala basolaterale (blu), dell’ippocampo (giallo) e della corteccia peririnale (rosa) e segnali elettrici da ciascuna regione durante una prova di riconoscimento.

Fonte: Cory Inman, Emory University; Modello di cervello 3-D adattato con il permesso di AMC Virtual Brain Model.

Per la prima volta, i neuroscienziati hanno scoperto che la stimolazione elettrica a bassa ampiezza dell’amigdala migliora la memoria dichiarativa nell’uomo. Questo studio potenzialmente rivoluzionario è stato pubblicato online prima della stampa, il 18 dicembre 2017, sulla rivista PNAS. (“ Dichiarativo”   o memoria “esplicita” si riferisce a ricordi che possono essere articolati e descritti, come un oggetto specifico in una fotografia.)

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In particolare, i ricercatori della Emory University che hanno condotto questo studio sono stati in grado di utilizzare la stimolazione elettrica dell’amigdala per aumentare la memoria dichiarativa di qualcuno senza suscitare una risposta emotiva soggettiva. La precedente ricerca sui roditori da parte dei membri del team Emory ha dimostrato che la stimolazione elettrica diretta dell’amigdala potrebbe migliorare il consolidamento della memoria durante gli eventi non emotivi nei topi. Tuttavia, questa è la prima volta che i neuroscienziati hanno identificato che la stimolazione elettrica diretta dell’amigdala può aumentare causalmente la memoria dichiarativa nell’uomo.

Aneddoticamente, molti di noi hanno sperimentato l’ondata nostalgica di ricordi che arrivano di corsa al “Throwback Thursday” (#TBT) quando una fotografia vintage sui social media evoca flashback vivaci in un altro tempo e luogo come se fosse ieri. Sfortunatamente, molte persone con lesioni cerebrali traumatiche, malattie neurodegenerative o deterioramento cognitivo hanno difficoltà a formare e ricordare memorie dichiarative.

La buona notizia: un giorno presto, la stimolazione elettrica finemente sintonizzata di regioni cerebrali mirate potrebbe diventare un modo terapeutico per preservare vari tipi di funzioni di memoria autobiografica e trattare un’ampia gamma di disturbi neuropsichiatrici.

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In una dichiarazione di significato, gli autori del nuovo studio sulla stimolazione dell’amigdala scrivono: “I risultati mostrano che l’amigdala umana ha una capacità generale di innescare la valorizzazione di specifiche memorie dichiarative piuttosto che un ruolo più ristretto limitato alla mediazione indiretta degli effetti emotivi sulla memoria.” Questo degno di nota lo studio aggiunge a un corpo crescente di prove empiriche che dimostrano che l’amigdala è molto più di un semplice hub basato sull’emozione che risponde alla paura.

“L’amigdala NON è il centro della paura del cervello.” -Joseph E. LeDoux

Uno dei neuromi più onnipresenti (un malinteso diffuso sul cervello) è che l’amigdala è semplicemente un “centro di paura” nel cervello umano. Il neuroscienziato leggendario Joseph E. LeDoux – che ha studiato l’amigdala per decenni nel suo laboratorio alla New York University – ha contribuito a ridimensionare questo neuromyth e stabilire le cose nel suo post sul blog Psychology Today del 2015, “The Amygdala NON è il centro di paura del cervello”.

Nel corso degli anni, il ruolo dell’amigdala nelle risposte emotive e nell’apprendimento basato sulla paura è stato studiato approfonditamente nei laboratori di tutto il mondo. Pertanto, era importante che i neuroscienziati Emory non attivassero risposte allo stress “combatti o fuggi” quando studiavano l’aumento della memoria dichiarativa mantenendo le immagini utilizzate in questo esperimento emotivamente neutre.

I ricercatori hanno anche utilizzato una corrente elettrica debole di 0,5 milliampere, che è stata somministrata per un solo secondo. Questa breve quantità di tempo e bassa ampiezza era volutamente intesa a non innescare risposte emotive, innalzare la frequenza cardiaca o innescare altri segni di attivazione del sistema nervoso autonomo. In effetti, la corrente elettrica è stata così rapida e sottile che i partecipanti allo studio hanno riferito di non essere a conoscenza di quando la corrente elettrica è stata accesa o spenta durante l’esperimento.

La coorte per questo studio era composta da quattordici pazienti con epilessia sottoposti a una procedura per monitorare le crisi tramite elettrodi di profondità intracranici presso l’Emory University. Durante questa procedura, ai pazienti è stato anche chiesto di visualizzare una serie di 160 immagini non emotive di oggetti neutri. Alla metà dei pazienti è stata somministrata una dose di un secondo di stimolazione elettrica di bassa ampiezza all’amigdala dopo aver visto una particolare immagine della serie, l’altra metà no. Inoltre, 40 immagini inedite sono state aggiunte come richiami durante un quiz sul richiamo esplicito della memoria il giorno seguente.

I partecipanti che hanno ricevuto la stimolazione elettrica diretta dell’amigdala hanno ottenuto risultati significativamente migliori quando hanno ricevuto un test di memoria di riconoscimento delle 200 immagini il giorno seguente. Più precisamente, il 79% dei partecipanti ha mostrato un miglioramento nei test della memoria durante la notte, il restante 21% non ha mostrato miglioramenti.

“Siamo stati in grado di etichettare memorie specifiche per essere ricordate meglio in seguito”, ha detto in una dichiarazione il co-autrice Cory Inman del Hamman Cognitive Neuroscience Lab e il postdoctoral fellow del Dipartimento di Neurochirurgia presso l’Emory University. “Un giorno, questo potrebbe essere incorporato in un dispositivo volto ad aiutare i pazienti con gravi disturbi della memoria, come quelli con lesioni cerebrali traumatiche o lieve deterioramento cognitivo associato a varie malattie neurodegenerative. Tuttavia, al momento, questo è più di una scoperta scientifica che terapeutica. ”

Come e perché la stimolazione diretta dell’amigdala migliora la memoria?

I neuroscienziati Emory ipotizzano che l’amigdala abbia la capacità di modulare i processi di consolidamento della memoria in altre regioni del cervello, come l’ippocampo e la corteccia peririnale. Come spiegano gli autori: “Le oscillazioni neuronali nell’amigdala, nell’ippocampo e nella corteccia peririnale durante questo test della memoria del giorno successivo indicavano che un correlato neurale dell’amplificazione della memoria era un aumento delle interazioni oscillatorie theta e gamma tra queste regioni”.

Chiaramente, è necessaria molta più ricerca umana per comprendere meglio come e perché la stimolazione elettrica dell’amigdala migliora la memoria dichiarativa. Il team Emory è in procinto di mettere a punto i parametri di stimolazione dell’amigdala per individuare esattamente come ottimizzare la memoria. Stanno anche esaminando una batteria di altri test di memoria relativi al richiamo spaziale o verbale e lo sviluppo di nuove tecniche di ricerca che imitano più da vicino le memorie dichiarative degli eventi del mondo reale.

Metti una spilla in esso: tieni le antenne alzate e rimani sintonizzato per una ricerca più avanzata sulla stimolazione cerebrale mirata e sulle tecniche di neuromodulazione. Sulla base delle recenti scoperte cliniche e delle tendenze della ricerca neuroscientifica, la neuromodulazione sembra essere sul punto di diventare la prossima grande cosa. Per ulteriori informazioni su questo argomento, consultare “Neuromodulazione del comportamento sociale influenza cervelletto”.

Riferimenti

Inman, Cory S., Joseph R. Manns, Kelly R. Bijanki, David I. Bass, Stephan Hamann, Daniel L. Drane, Rebecca E. Fasano, Christopher K. Kovach, Robert E. Gross e Jon T. Willie. “La stimolazione elettrica diretta dell’amigdala rafforza la memoria dichiarativa negli esseri umani”. PNAS (pubblicato online prima della stampa: 18 dicembre 2017) DOI: 10.1073 / pnas.1714058114