Einleitung: Lernen und Gedächtnis sind wesentliche Voraussetzungen für ein selbstständiges Leben. Die Fähigkeit neue Informationen und Fertigkeiten zu erlernen, verarbeiten und wieder abzurufen ist individuell sehr unterschiedlich, unterliegt im Laufe des Alterns einem gewissen physiologischen Abbau und kann durch verschiedenste Faktoren und Maßnahmen beeinflusst werden. Die anodale transkranielle Gleichstromstimulation (atDCS) als nicht-invasive und gut verträgliche Methode hat sich bereits als vielversprechender Ansatz der Lern- und Gedächtnismodulation hervorgetan. Bisher ist deren Effekt jedoch eher gering und von kurzer Dauer. Der Botenstoff Serotonin spielt eine wichtige Rolle bei Lern- und Gedächtnisprozessen des Menschen. In vorausgehenden Studien konnte ein Einfluss des Serotonins auf die durch tDCS generierte Neuroplastizität gezeigt werden. Ob Serotonin die Effekte der atDCS auf die Lern-und Gedächtnisleistung ebenfalls positiv beeinflussen kann, ist jedoch noch unklar. Methoden: In einer doppelt-verblindeten, randomisierten, Placebo-kontrollierten Studie im Cross-over-Design untersuchten wir den Effekt der Kombination von atDCS mit dem SSRI Citalopram (1 x 20mg) auf die Lern-und Gedächtnisleistung bei insgesamt 40 gesunden jungen und älteren Probanden. Objektiviert wurde dies anhand der computerbasierten visuell-räumlichen Gedächtnisaufgabe ‚LOCATO’. Die Stimulation per atDCS (20 Minuten, 1mA) erfolgte über dem rechten temporo-parietalen Cortex. Jeder Proband durchlief vier Versuchsbedingungen (SSRI+atDCS, SSRI+Sham, Placebo+atDCS und Placebo+Sham). Getestet wurde die Gedächtnisleistung in einem direkten Abruf nach dem Training sowie in drei späteren Abrufen. Ergebnisse: Die Probanden schnitten im direkten Abruf in der Kombinationsbedingung SSRI+atDCS signifikant besser ab als in den Vergleichsbedingungen Placebo+atDCS sowie Placebo+Sham. Auch für die Medikation allgemein (SSRI vs. Placebo) konnte ein signifikanter positiver Einfluss auf die Gedächtnisleistung gezeigt werden. Bis auf einen Trend zeigte sich jedoch kein länger anhaltender Effekt in den späteren Abrufen. Auch für atDCS alleine konnte kein signifikanter positiver Einfluss nachgewiesen werden. Diskussion: Zwar konnte die tatsächliche Gedächtnisleistung bei gesunden jungen und älteren Probanden nur leicht gesteigert werden, jedoch ließ sich der signifikant positive Effekt bereits durch eine einmalige Anwendung der Kombination von atDCS mit dem SSRI Citalopram erreichen. Weiterführende größere Studien sind nun notwendig um diesen vielversprechenden Ansatz der Lern- und Gedächtnisverbesserung eingehend zu untersuchen. Es sollte getestet werden, ob sich der Effekt durch eine längere SSRI-Gabe und serielle Stimulation ausbauen lässt. Ebenso sollte die Methode bei Probanden mit bereits bestehenden Gedächtniseinschränkungen wie beispielsweise einem MCI (mild cognitive impairment) untersucht werden.
Introduction: Learning and memory are key prerequisites for a self-reliant life. The ability to learn, process and recall new information and skills differs from person to person, and there is a certain physiological decline of those capacities throughout time. Furthermore, this ability can be influenced by various factors and procedures. For example, the anodal transcranial direct current simulation (atDCS) as a non-invasive and easy to apply method seems to be a promising approach for memory and learning enhancement. Until now effectiveness and duration of tDCS are rather limited though. In addition, the second messenger serotonin has an important effect on learning and memory in humans. Previous studies have also shown a relevant influence of serotonin on the atDCS-induced neuroplasticity. Whether it is also able to enhance the effects of atDCS on learning and memory is yet to be determined. Methods: We studied the effects of the combination of atDCS and the SSRI Citalopram on learning and memory performance in a double-blinded randomised placebo controlled trial. 40 young and older healthy adults participated in this study. The outcome was measured using the computer based object location learning task LOCATO. A 20-minute stimulation over the right temporoparietal cortex (1 mA) was applied. Using a cross-over design, each participant went through a series of four test conditions (SSRI+atDCS, SSRI+Sham, Placebo+atDCS and Placebo+Sham). The memory performance was measured by an immediate recall, representing our primary outcome, as well as three delayed cued recalls. Results: In the test condition SSRI+atDCS participants achieved significantly higher immediate recall scores (primary outcome) compared to Placebo+atDCS, as well as Placebo+Sham. We also found a significant effect on the memory performance of medication in general (SSRI vs. Placebo). Except for one trend, however, no persistent effect on the memory performance could be shown in the delayed recalls. The same holds for the application of atDCS alone. Discussion: Even though the absolute effect on the memory enhancement was small, we were able to show a significant improvement by a one-time application of atDCS and the SSRI Citalopram. Further studies are needed to investigate the great potential of serotonergic enhancement on the atDCS-induced memory improvement. One possible direction would be to examine the effect of longitudinal stimulation or repeated SSRI application. Furthermore, the intervention should be tested in participants already suffering from a mild cognitive impairment or dementia.
