ככל שאנו מתבגרים, התפקודים הקוגניטיביים והמוטוריים שלנו מתדרדרים, מה שבתורו משפיע על העצמאות ועל איכות החיים הכללית שלנו. מאמצי מחקר לשפר או אפילו לבטל זאת לחלוטין הולידו טכנולוגיות שמראות הרבה הבטחות.
בין אלה ניתן למצוא גירוי מוחי לא פולשני: מונח הכולל מערך טכניקות שיכולות להשפיע על תפקודי המוח באופן חיצוני ולא פולשני, ללא צורך בניתוח או שתלים. טכניקה מבטיחה אחת כזו, במיוחד, היא גירוי זרם ישר טרנסגולגולתי אנודלי (atDCS), המשתמש בזרם חשמלי קבוע ונמוך המועבר באמצעות אלקטרודות על הקרקפת כדי לווסת את הפעילות הנוירונית.
עם זאת, מחקרים שחקרו ב-ATDCS הניבו תוצאות לא עקביות, מה שגרם לחוקרים לחקור מדוע אנשים מסוימים מרוויחים מ-atDCS בעוד שאחרים לא. נראה שהבעיה נעוצה בהבנתנו של גורמים שעשויים להשפיע על היענות לגירוי מוחי, מה שמוביל למגיבים ולא מגיבים; בין אלה, גיל הוצע כגורם חשוב אחד.
חלק מהמחקרים מצביעים על כך שגורמים נוספים כגון יכולות התנהגות בסיסיות ואימונים קודמים עשויים להיות שיקולים חשובים, אך משחק גומלין של גורמים אלה עם התנהגות לא נקבע בפירוט, מה שמצביע על הצורך במודלים חיזויים מעודנים של ההשפעות של atDCS.
כעת, מדענים בראשות Friedhelm Hummel ב-EPFL זיהו גורם חשוב המשפיע על ההיענות של אדם ל-ATDCS. הצוות בחן כיצד יכולות למידה מקומיות קובעות את ההשפעה של גירוי מוחי המיושם בזמן לימוד משימה מוטורית. הממצאים שלהם מצביעים על כך שאנשים עם מנגנוני למידה פחות יעילים מרוויחים יותר מגירוי, בעוד שאלו עם אסטרטגיות למידה אופטימליות עלולים לחוות השפעות שליליות.
החוקרים גייסו 40 משתתפים: 20 מבוגרים בגיל העמידה (50-65 שנים) ו-20 מבוגרים יותר (מעל גיל 65). כל קבוצה חולקה עוד יותר לאלו שקיבלו ב-DCS פעיל ולאלו שקיבלו גירוי פלצבו.
במשך עשרה ימים, המשתתפים תרגלו משימת הקשה באצבע שנועדה ללמוד למידת רצף מוטורי בבית תוך כדי קבלת ב-DCS. המשימה כללה שכפול של רצף מספרי באמצעות לוח מקשים, תוך ניסיון להיות מהיר ומדויק ככל האפשר.
לאחר מכן, הצוות השתמש במודל למידת מכונה שהוכשר על מערך נתונים ציבורי כדי לסווג את המשתתפים כלומדים "אופטימליים" או "לא אופטימליים", בהתבסס על הביצועים הראשוניים שלהם. מודל זה נועד לחזות מי ירוויח מ-atDCS, בהתבסס על יכולתם לשלב מידע על המשימה ביעילות בשלב מוקדם במהלך האימון
המחקר מצא כי לומדים לא אופטימליים, שלכאורה היו פחות יעילים בהפנמת המשימה בשלבי הלמידה המוקדמים, חוו שיפור דיוק מואץ בעת ביצוע המשימה בעת קבלת atDCS. השפעה זו לא הוגבלה לאנשים בגיל מסוים (למשל, מבוגרים), כאשר לומדים לא אופטימליים נמצאו גם בקרב אנשים צעירים יותר.
לעומת זאת, משתתפים עם אסטרטגיות למידה מיטביות, ללא קשר לגיל, אפילו הראו מגמה שלילית בביצועים כאשר קיבלו atDCS. הבדל זה מצביע על כך שגירוי מוחי מועיל יותר לאנשים שנאבקים בהתחלה עם משימות מוטוריות. ככזה, נראה כי ל-atDCS יש איכות משקמת ולא משפרת, עם השלכות חשובות על השיקום.
על ידי מינוף שיטות שונות בלמידת מכונה, הצלחנו להתיר את ההשפעה של גורמים שונים על ההשפעות האישיות של גירוי מוחי. זה יסלול את הדרך למקסם את ההשפעות של גירוי מוחי בנבדקים ובמטופלים בודדים".
פבלו מסיירה, המחבר הראשון של המחקר
המחקר מרמז כי בטווח הארוך, יפותחו פרוטוקולי גירוי מוחי מותאמים אישית כדי למקסם את התועלת בהתבסס על הצרכים הספציפיים של הפרט, ולא על תכונה משותפת כמו גיל. גישה זו עשויה להוביל להתערבויות יעילות יותר מבוססות גירוי מוחי, המכוונות למנגנונים ספציפיים התומכים בלמידה, במיוחד בהשקפה של שיקום עצבי, שהבסיס העיקרי עבורו הוא למידה מחדש של מיומנויות שאבדו עקב נגע מוחי (למשל, לאחר שבץ מוחי. או פגיעה מוחית טראומטית).
"בעתיד, רופאים יוכלו ליישם גרסה מתקדמת יותר של האלגוריתם שלנו כדי לקבוע אם מטופל ייהנה מטיפול מבוסס גירוי מוחי, כדי לשפר את ההשפעות של שיקום עצבי ולהתאים אישית את הטיפול", אומר הומל.
תורמים אחרים
- אוניברסיטת ז'נבה
- האוניברסיטה למדעים יישומיים מערב שוויץ (HES-SO)
- המכון הלאומי להפרעות נוירולוגיות ושבץ NIH
