Para saintis menguji apakah latihan otak benar-benar meningkatkan kognisi

Tuntutannya jelas: Main permainan video dan lebih bijak. Walaupun begitu, walaupun telah dibuat peringatan selama satu dekad, bukti ilmiah yang jelas untuk mengesahkan janji itu masih belum selesai.

Penyelidikan baru percaya penggunaan teknologi canggih akan membantu menyelesaikan tuntutan bahawa latihan permainan video mengubah otak. Para penyelidik juga mengenal pasti siapa yang mungkin mendapat manfaat daripada latihan kognitif dan kaedah baru yang kemungkinan besar akan menghasilkan kesan positif jangka panjang terhadap kognisi.

"Kami berharap dengan lebih memahami bagaimana dan mengapa kebolehan kognitif diubah dengan latihan, kami dapat memanfaatkan manfaatnya yang lebih luas," kata Duncan Astle dari Majlis Penyelidikan Perubatan di UK. Astle mempengerusikan simposium latihan otak semasa persidangan tahunan Cognitive Neuroscience Society (CNS) di New York.

Kajian baru mengenai tugas memori kerja pada kanak-kanak dan memasangkan rangsangan otak yang tidak invasif dengan latihan kognitif pada orang dewasa menunjukkan hasil yang menjanjikan, kata para pakar. Walaupun lebih banyak ujian diperlukan untuk menerapkan teknik ini pada intervensi latihan di dunia nyata, kajian ini memberikan asas bukti neurosains untuk mengembangkan alat yang menghasilkan manfaat yang lebih luas.

Pakar menjelaskan bahawa memori kerja adalah kunci bagi banyak kajian latihan otak.

Keupayaan untuk menyimpan maklumat dalam minda untuk jangka masa yang singkat adalah pusat kehidupan seharian kita. Dan, Astle mengatakan, "kita tahu bahawa perbezaan memori kerja semasa kecil adalah peramal kemajuan pendidikan yang sangat kuat."

Sebagai ahli sains saraf kognitif yang lama tertarik dengan bagaimana otak mengembangkan kemampuan memori berfungsi pada masa kanak-kanak, Astle telah berunding dengan rakan sekerja untuk menguji apakah mungkin untuk melatih memori anak.

Dalam karya yang baru diterbitkan di Jurnal Neurosains dan juga karya baru, namun belum diterbitkan yang dipersembahkan oleh Astle pada persidangan CNS, pasukannya menyiasat tugas pada kanak-kanak berusia 8 hingga 11 tahun untuk meningkatkan ingatan bekerja.

Mereka mendapati bahawa tugas latihan menghasilkan peningkatan dalam kapasiti memori kerja yang juga tercermin dalam pengukuran yang diambil dari magnetoencephalography (MEG, yang menggunakan medan magnet untuk membayangkan otak), menunjukkan peningkatan kekuatan penyambungan saraf ketika otak dalam keadaan rehat.

Kanak-kanak melakukan 20 sesi latihan, masing-masing sekitar 30 minit dan dengan 8 permainan, dari komputer rumah mereka. Permainan memerlukan kanak-kanak untuk mengingat maklumat spasial atau lisan untuk jangka masa yang singkat dan menggunakan maklumat ini dalam tugas yang berterusan.

Sebagai contoh, satu permainan melibatkan mengingat lokasi dan susunan asteroid yang muncul secara berurutan ketika mereka berpusing di skrin. Pada akhir setiap percubaan, kanak-kanak harus mengklik asteroid mengikut urutan.

Dalam kumpulan eksperimen, permainan menjadi lebih sukar kerana anak-anak menjadi lebih baik; "Anak-anak selalu bekerja mengikut kemampuan semasa mereka," kata Astle. Dalam kumpulan kawalan, kesukaran permainan tetap sama.

Data MEG menunjukkan perubahan yang signifikan terhadap hubungan antara rangkaian frontoparietal dan kompleks oksipital lateral dan korteks temporal inferior pada kumpulan eksperimen.

"Kami berpendapat bahawa latihan itu meningkatkan proses perhatian yang dapat digunakan oleh anak-anak secara strategis pada tugas-tugas yang terstruktur tetapi tidak terlatih," kata Astle.

"Tetapi penting untuk diperhatikan bahawa kami belum menunjukkan manfaat yang lebih luas dari latihan ini."

Rentang usia lapan hingga 11 tahun "sangat baik kerana anak-anak dapat menangani tugas yang cukup rumit, namun masih jauh dari tahap prestasi orang dewasa - iaitu masih ada banyak perkembangan yang harus dilakukan," kata Astle.

"Kami berpendapat bahawa ini adalah lingkungan umur yang sangat penting untuk memahami kesan memori dan latihan. Walau bagaimanapun, ada keperluan untuk memahami proses ini dengan lebih baik sepanjang hayat, jadi kami selalu menjelajahi literatur secara lebih luas untuk melihat bagaimana penemuan kami sesuai dengan kumpulan lain yang mempelajari lingkungan umur yang lain. "

Rangsangan elektrik ringan juga dapat meningkatkan daya otak ketika saintis menilai keberkesanan tDCS (rangsangan arus terus transkranial) - teknik rangsangan otak non-invasif yang melibatkan pengaliran arus terus yang sangat lemah melalui otak.

"Walaupun tidak jelas bagaimana arus mempengaruhi aktivitas saraf, pendapat yang berlaku adalah bahawa ia membuat neuron lebih rentan terhadap tembakan, atau kurang rentan, bergantung pada elektrod mana yang ditempatkan," kata John Jonides dari University of Michigan.

Dalam karya baru Jonides yang dibentangkan di persidangan CNS, dia dan rakan-rakannya mendapati bahawa tDCS mempunyai kesan yang kuat terhadap memori kerja, dengan peningkatan yang berlangsung selama beberapa bulan.

"Penyelidikan sebelumnya jelas mengenai apakah tDCS meningkatkan latihan, dan belum ada penyelidikan jangka panjang mengenai berapa lama kesan latihan itu berlangsung," kata Jonides.

Dalam kajian baru, 62 peserta secara rawak menerima rangsangan tDCS ke korteks prefrontal kanan atau kiri atau menerima rangsangan palsu semasa melakukan tugas memori kerja visuospatial.

Setelah 7 sesi latihan, mereka yang menerima rangsangan tDCS telah meningkatkan keupayaan memori kerja, bahkan beberapa bulan setelah menyelesaikan latihan mereka. Mereka juga mendapati bahawa mereka yang menerima rangsangan pada korteks prefrontal kanan mempunyai kemampuan selektif untuk memindahkan memori kerja ke tugas yang tidak terlatih.

"Kesan latihan yang berpanjangan itu sama sekali tidak dijangka," kata Jonides.

"Kami menyiasatnya secara besar-besaran, tidak menjangka banyak, tetapi hakikat bahawa kesan latihan berlangsung selama berbulan-bulan mengejutkan dan sangat provokatif kerana ini membuka penggunaan tDCS untuk peningkatan pembelajaran jangka panjang."

Jonides mengatakan bahawa kajiannya hanyalah satu titik data dalam memahami teknik-teknik ini, dengan memperhatikan bahawa masih merupakan masa awal mempelajari rangsangan otak. Replikasi dan generalisasi untuk latihan dan tugas pemindahan lain diperlukan untuk terus menguji kesan jangka panjang dan sasaran terbaik untuk rangsangan.

"Kami memerlukan validasi tingkat tinggi dan ketat yang memfokuskan pada memahami mekanisme tindakan, pemindahan manfaat, dan keberlanjutan kesannya dalam berbagai populasi," kata Adam Gazzaley dari University of California, San Francisco.

Pada persidangan itu, Gassaley menyampaikan usaha untuk mengembangkan dan mengesahkan permainan video "loop tertutup" sebagai alat peningkatan kognitif. Pendekatan loop tertutup membolehkan para saintis untuk campur tangan, merakam kesan campur tangan, dan kemudian menggunakan kembali data tersebut untuk melakukan lelaran dan mengoptimumkan proses secara kitaran.

Pasukannya menggunakan tDCS dan tACS (dengan arus alternatif) untuk meningkatkan keplastikan pada korteks otak yang mendasari. "Tujuannya adalah untuk mempercepat proses pembelajaran yang berlaku semasa bermain permainan, terutama bagi mereka yang mengalami kerusakan," kata Gazzaley.

"Ada janji dan alasan untuk kegembiraan dalam pendekatan ini, tetapi kami masih dalam masa awal dan banyak yang harus dipelajari baik dari sisi pengembangan dan pengesahan," kata Gazzaley.

Walaupun begitu, para penyelidik tahu bahawa mereka mesti mempunyai bukti untuk menyokong tuntutan mereka.

"Sayangnya gembar-gembur di sekitar lapangan telah kehilangan sentuhan dengan asas saintifiknya. Akibatnya, menggoda untuk membuang seluruh usaha. Sebaliknya, saya berpendapat bahawa ini perlu mendorong para saintis untuk melabur dalam kajian latihan berkualiti tinggi, ”jelas Astle.

Sumber: Persatuan Neurosains Kognitif / EurekAlert