La stimulation cérébrale électrique peut améliorer la mémoire de travail

Des recherches émergentes suggèrent que l'application d'un courant basse tension au cerveau synchronise les ondes cérébrales et améliore la mémoire de travail à court terme.

Les enquêteurs de l'Imperial College de Londres ont découvert que l'application d'un courant à basse tension peut synchroniser différentes zones du cerveau les unes avec les autres, ce qui permet aux gens de mieux exécuter les tâches impliquant la mémoire de travail.

L'espoir est que l'approche pourrait un jour être utilisée pour contourner les zones endommagées du cerveau et relayer les signaux chez les personnes souffrant de traumatisme crânien, d'accident vasculaire cérébral ou d'épilepsie.

Le cerveau est en état constant de bavardage, cette activité étant vue comme des ondes cérébrales oscillant à différentes fréquences et différentes régions gardant un «battement» régulier.

Dans l'étude, l'équipe impériale a constaté que l'application d'un faible courant électrique à travers le cuir chevelu permettait d'aligner différentes parties du cerveau, de synchroniser les ondes cérébrales et de leur permettre de garder le même rythme.

Les résultats sont rapportés dans le journaleLife.

«Ce que nous avons observé, c'est que les gens obtenaient de meilleurs résultats lorsque les deux ondes avaient le même rythme et au même moment», a déclaré le Dr Ines Ribeiro Violante, neuroscientifique au département de médecine de l'Imperial, qui a dirigé la recherche.

Dans l’essai, réalisé en collaboration avec l’Université de Londres, l’équipe a utilisé une technique appelée stimulation par courant alternatif transcrânien (TACS) pour manipuler le rythme régulier du cerveau.

Ils ont découvert que bourdonner le cerveau avec de l'électricité pouvait améliorer les performances des mêmes processus de mémoire que ceux utilisés lorsque les gens essayaient de se souvenir des noms lors d'une fête, des numéros de téléphone ou même d'une courte liste d'épicerie.

Violante et son équipe ont utilisé le TCAS pour cibler deux régions du cerveau - le gyrus frontal moyen et le lobule pariétal inférieur - qui sont connues pour être impliquées dans la mémoire de travail.

Dix volontaires ont été invités à effectuer un ensemble de tâches de mémoire de difficulté croissante tout en recevant une stimulation de fréquence thêta dans les deux régions du cerveau. La stimulation a été réalisée à des moments légèrement différents (non synchronisés), en même temps (synchrones), ou seulement en rafale rapide (simulacre) pour donner l'impression de recevoir un traitement complet.

Dans les expériences de mémoire de travail, les participants ont regardé un écran sur lequel des nombres clignotaient et devaient se souvenir si un nombre était le même que le précédent, ou dans le cas de l'essai plus difficile, si le nombre actuel correspondait à celui de deux nombres précédent.

Les résultats ont montré que lorsque les régions du cerveau étaient stimulées de manière synchronisée, les temps de réaction sur les tâches de mémoire s'amélioraient, en particulier sur les tâches les plus difficiles exigeant que les volontaires tiennent deux chaînes de nombres dans leur esprit.

«Le comportement classique est de faire plus lentement la tâche cognitive la plus difficile, mais les gens ont exécuté plus rapidement avec une stimulation synchronisée et aussi vite que sur la tâche plus simple», a déclaré Violante.

Des études antérieures ont montré que la stimulation cérébrale par ondes électromagnétiques ou courant électrique peut avoir un effet sur l'activité cérébrale, le champ est resté controversé en raison d'un manque de reproductibilité.

Mais l'utilisation de l'IRM fonctionnelle pour imager le cerveau a permis à l'équipe de montrer les changements d'activité survenant pendant la stimulation, le courant électrique modulant potentiellement le flux d'informations.

"Nous pouvons utiliser TACS pour manipuler l'activité des principaux réseaux cérébraux et nous pouvons voir ce qui se passe avec l'IRMf", a expliqué Violante.

«Les résultats montrent que lorsque la stimulation était synchronisée, il y avait une augmentation de l'activité dans les régions impliquées dans la tâche», dit-elle. «Lorsqu'il était désynchronisé, l'effet inverse était observé.»

Cependant, l’un des principaux obstacles à la diffusion d’un tel traitement est la nature individuelle du cerveau des personnes. Les électrodes doivent non seulement obtenir la bonne fréquence, mais aussi la cibler sur la bonne partie du cerveau et obtenir le rythme à temps.

Violante a ajouté: «Nous utilisons une technique très bon marché, et c'est l'un des avantages que nous espérons qu'elle apportera si elle est traduisible en clinique.

«La prochaine étape consiste à voir si la stimulation cérébrale fonctionne chez les patients souffrant de lésions cérébrales, en combinaison avec l'imagerie cérébrale, où les patients présentent des lésions qui altèrent la communication à longue distance dans leur cerveau.

«L'espoir est qu'il pourrait éventuellement être utilisé pour ces patients, ou même ceux qui ont subi un accident vasculaire cérébral ou qui souffrent d'épilepsie.»

Source: Imperial College London / EurekAlert

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