Elektriline stimulatsioon parandab matemaatikaoskust

21. mai 2013 kell 10:59



Blackboard with mathematics sketches - vector illustration

Austria ja Briti teadlased leiavad uues töös, et ajukoore elektriliselt stimuleerimine võib tõsta katsealuste aritmeetilist sooritusvõimet isegi kuus kuud pärast stimulatsioonisessiooni, pakkudes potentsiaalselt võimalust õpiraskuste raviks. Tulemuste usaldusväärsust mõjutab samal ajal uurimuses osalenute väike hulk, kirjutab ERR-i teadusuudiste portaal.

 

Ajukoore erinevate osade mitteinvasiivselt elektrivooluga stimuleerimist on seostatud mitmete erinevate kognitiivsete võimete paranemisega. Nii on näiteks koljuülesel alalisvoolul (TDCS) põhineva stimulatsiooniga suudetud lühiajaliselt parandada katsealuste mälu, liigutuste täpsust ja ebatraditsiooniliste lahenduste leidmist. TDCS’i puhul pärsitakse osades ajupiirkondades neuronite laenglemist, mil teistes osades kaasneb sellega nende aktiveerumine. Viimastel aastatel on hakatud üha rohkem kasutama ka teist meetodit.

Transkraniaalse juhusliku müra stimulatsiooni (TRNS) korral saadetakse elektrilisi impulsse koljule asetatud elektroodide vahel juhuslike ajavahemike tagant, mitte pidevalt. Seeläbi ergutatakse ajurakkude laenglemist korraga mitmetes ajukoore osades. Uues töös otsustas Oxfordi ülikooli neuroteadlase Cohen Kadoshi juhitud töörühm kontrollida, kas stimulatsiooniga on võimalik parandada ka selgemalt piiritletud oskusi, nagu aritmeetiliste tehete tegemist. Selleks keskendus Kadosh eelnevalt sellega seostatatud ajuosa – vasaku prefrontaalse sagara tagaosa – stimuleerimisele.

Viis päeva kestnud sessiooni käigus pidid veerandsada katsealust esmalt meelde jätma juhuslikke matemaatilisi tõdemusi. Seejärel kontrolliti nende sooritusvõimet keerulisematele matemaatilistele probleemidele lahenduste leidmisega, mis hõlmasid kindlatele algoritmidele vastavaid uudseid operande. Katsealustest pooli stimuleeriti seejuures TRNS’iga pikemaajaliselt. Kontrollgrupi puhul kestis TRNS vaid mõne hetke.

TRNS’iga stimuleeritud muutusid mõlema ülesande sooritamisel võrreldes viimastega üha kiiremaks ja paremaks. Aju verevarustuse jälgimisel täheldasid teadlased, et ajurakkude metabolism näis stimuleeritutel aeglustuvat, viidates efektiivsemale arvutuste tegemisele.

Kuue kuu pärast otsustasid Kadoshi töörühma liikmed katsealused tagasi kutsuda. Teadlased tahtsid kontrollida, kas stimulatsioon oli ajus esile kutsunud püsivaimaid muutusi. Kohale ilmus tosin toonastest katsealustest, kellest pooli oli pikaajaliselt elektriliselt stimuleeritud. Nad taas sarnaseid ülesandeid lahendama pannes leidis töörühm, et keskmiselt leidsid eelnevalt stimuleeritud vastuse 28% ehk sekund kiiremini kui kontrollgrupi liikmed.

Ent tuleb rõhutada, et tulemuste statistiline olulisus on katses osalenute tõttu liialt väike, et selle põhjal laiaulatuslikumaid järeldusi teha saaks, eriti efekti püsivust käsitledes. Lisaks ei sarnane katse ülesehitus traditsioonilistele matemaatika õpetamiseks kasutatavatele lähenemistele. Viimaks ei ole töörühm veel täielikult kindel, kuidas TRNS sooritusvõimet tõstab. Tööhüpoteesi kohaselt võib see aidata neuronitel laenglemist sünkroniseerida ja seega nendevahelist suhtlust hõlbustada.

Seeläbi pakuks lähenemisviis potentsiaalselt abi erinevate neurodegeneratiivsete haiguste tagajärgede leevendamiseks ja õpiraskuste ravimiseks. Ent kuigi seniste katsete põhjal paistab, et elektrilisel stimulatsioonil ei tundu otseseid negatiivseid kõrvalmõjusid olevat, leidis Kadosh oma teises hiljutises uurimuses, et see võib uut tüüpi probleemide lahendama õppimist hoopis aeglustada.

 

Allikas: ERR Teadus

Algallikas: Current Biology

Foto: syosseths.com

 

Toimetas Mariann Joonas