Die Forscher nannten diese Art der Stimulation „synchronisiert“. Sie testeten auch eine andere Form der Stimulation, die sogenannte „Mischphase“, bei der die Elektrode unabhängig von der Aktivität im Hippocampus Impulse in den Frontallappen abgab.
Um herauszufinden, ob sich diese Art der Stimulation auf das Gedächtnis auswirkt, verwendeten die Wissenschaftler einen Test, bei dem den Patienten Bilder berühmter Persönlichkeiten und Bilder von Haustieren gezeigt wurden. Anschließend verbrachte jeder Patient eine Nacht mit Stimulation im Schlaf und eine Nacht ohne Eingriff. Am Morgen nach jeder Nacht wurden den Patienten Bilder der berühmten Personen gezeigt, denen sie in der Nacht zuvor ausgesetzt waren, sowie „Köderbilder“ von Personen, die sie zuvor noch nicht gesehen hatten. Das Team beurteilte, ob der Patient die berühmte Person erkennen, diese dem zugehörigen Haustier zuordnen und die Lockbilder ablehnen konnte.
Die Forscher fanden heraus, dass nach der synchronisierten Stimulation die Erkennung der zuvor erlernten berühmten Personen besser war als nach der Nacht ohne Intervention. Diese Verbesserung wurde bei Patienten, die einer Stimulation in gemischten Phasen ausgesetzt waren, nicht beobachtet, was darauf hindeutet, dass der Zeitpunkt der Stimulation entscheidend für die Verbesserung des Gedächtnisses war.
„Das Interessanteste, was wir nicht vorhergesehen haben, war, dass wir eine Steigerung der Fähigkeit sahen, diese falsch eingeführten Bilder korrekt abzulehnen“, sagt Maya Geva-Sagiv, zuvor Postdoktorandin in Frieds Labor und Mitautorin der Studie. Dies bedeutete, dass die Patienten nach einer synchronisierten Stimulation während einer erholsamen Nacht nicht auf die Lockbilder hereinfielen. Insgesamt deuten diese Ergebnisse auf eine Steigerung der Gedächtnisgenauigkeit nach synchronisierter Stimulation hin.
Diese Steigerung der Gedächtnisgenauigkeit spiegelte sich auch in der Physiologie des Gehirns wider. Das Team stellte fest, dass die synchronisierte Stimulation zu einem Anstieg der Schlafspindeln führte – Ausbrüche neuronaler Aktivität (die wenig überraschend wie Spindeln in einem EEG aussehen), die bekanntermaßen eine Rolle bei der Gedächtniskonsolidierung spielen. Laut Geva-Sagiv hatten Patienten mit der größten Verbesserung der Gedächtnisgenauigkeit auch den größten Anstieg der Schlafspindeln. Das Team stellte außerdem fest, dass das Gehirn nach der synchronisierten Stimulation besser koordiniert war – Hippocampuswellen traten zusammen mit langsamen Wellen und Schlafspindeln auf.
Nir zieht eine Analogie zu zwei Kindern auf einer Schaukel: der Hippocampus auf einer Schaukel und der Neocortex auf der anderen. „Wir haben uns lediglich eine der Schaukeln angeschaut und auf der Grundlage ihrer Bewegung ein paar sehr sanfte Stöße auf die andere Schaukel abgestimmt, um sie synchron zu machen“, sagt er. „Ich denke wirklich, dass wir für etwas Gegenwind gesorgt haben – wir haben dem schlafenden Gehirn dabei geholfen, das, was es sowieso tut, effektiver zu machen.“
Michael Zugaro, ein Neurowissenschaftler am Centre for Interdisciplinary Research in Biology am College de France, der nicht an der Studie beteiligt war, hatte zuvor gesehen Verbesserung bei der Gedächtniskonsolidierung nach einer verwandten Form der synchronisierten Stimulation bei Ratten. „Es ist interessant zu sehen, dass diese allgemeinen Prinzipien, die wir bei verschiedenen Arten finden, auch für den Menschen gelten“, sagt er.
Für Buzsaki ist weitere Arbeit erforderlich, um herauszufinden, ob dieser Gedächtniskonsolidierungsprozess bei gesunden Menschen ähnlich ist und ob eine ähnliche Verbesserung der Gedächtnisgenauigkeit erreicht werden kann. Er sagte, die Frage sei, ob die Qualität der Verbesserung auf die Regularisierung von etwas zurückzuführen sei, das „in Ihrem Gehirn bereits perfekt, aber bei einem Epilepsiepatienten nicht so perfekt ist“, oder ob es sich um etwas handelt, das bei jedem optimiert werden kann. Er und Zugaro weisen jedoch beide darauf hin, dass die Implantation von Elektroden in das Gehirn einer Person ein invasiver Eingriff ist, der ernsthafte ethische Bedenken aufwirft, wenn er ohne nachgewiesene klinische Notwendigkeit durchgeführt wird.
Unabhängig davon ist Fried zuversichtlich, dass diese Ergebnisse Patienten mit verschiedenen Arten von Gedächtnisstörungen helfen können. In Zukunft möchte er diese Technik als Methode weiterentwickeln, um bestimmte Arten von Erinnerungen zu verstärken und möglicherweise sogar schlechte zu eliminieren – was beispielsweise bei posttraumatischer Belastungsstörung nützlich sein könnte. Für Geva-Sagiv hat sich die Veröffentlichung der Studie, an der lange gearbeitet wurde, aufgrund des Potenzials, weitere Fortschritte für Patienten anzustoßen, gelohnt. „Ich freue mich, dass wir diesem sehr wichtigen Bereich nun mehr Wissen hinzufügen können“, sagt sie.