Последние медицинские новости и клинические исследования.
Loading...
You are here:  Home  >  Мозг  >  Current Article

Как мне мозги стимулировали

By   /   05.11.2013  /   Комментарии отключены

 Это было не очень хорошей идеей.  В пятницу, 13 сентября, в старом кирпичном здании на 13-й улице в Чарльзтауне бостонском районе, пару электродов был присоединены  к моему лбу, один над  проекцией левой префронтальной коры  моего мозга, другой чуть выше моей правой глазницы. Я согласился на  транскраниальную  стимуляцию  постоянным  током, или TDCS, — эта экспериментальная методика обеспечивает исключительно низкую дозу электрической стимуляции мозга.

Использование менее 1 процента электрической энергии, необходимой для электросудорожной терапии, питание от обычной  девяти вольтовой батареи. TDCS была показана в сотни  научных исследованиях  для  улучшения  работы мозга. Удивительно, и неправдоподобно, но оказывается можно повлиять на, казалось бы, неизменяемые  интеллектуальные, эмоциональные и мыслительные  функции, связанные с мозгом.

И побочные эффекты  от процедуры транскраниальной стимуляции  ограничивались  небольшим покалыванием  в месте наложения электрода, иногда небольшим  покраснением  кожи, очень редко болела  голова, и, конечно, не было  судорог или потери  памяти. Тем не менее, я чувствовал себя как то не по себе, когда готовился к этой процедуре, которая как предполагалась, увеличит мои когнитивные резервы и сделает меня одним словом умнее.

Посадив меня на стул  с прикреплёнными  электродами на голове , Леон Дж. Моралес-Кесада, старший научный сотрудник лаборатории Гарвардского университета Нейромодуляции , нажал кнопку на своем компьютере, и я почувствовал. . . Абсолютно ничего. Ни боли. Ни покалывания. Даже не было  подергивания мышц.

«А это включено?»  спросил я его.





Моралес-Кесада заверил меня, что включено. В качестве доказательства, он указал на телевизор с плоским экраном на стене, где отображались  сигналы от шести  электродов электроэнцефалограммы (ЭЭГ) , которая также была подключена к моей голове.

После 10 минут зарядки моего мозга, он попросил меня  переключиться на компьютеризированное  упражнение, которое я должен был  решить, а ток всё проходил через мою голову. Психологи используют этот метод переключая ваше внимание, чтобы определить скорость работы мозга. Меня сначала испугали шапочкой с проводами, а затем заставили решать задачки. Молодые люди вообще делают лучше, чем пожилые, а  люди с познавательными  способностями  также  обычно работают и думают  лучше, чем другие.

Научные работы, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, начиная  с 2005 года, показали, что TDCS может повысить скорость и точность работы мозга,  повышает внимание  при переключении  задач.  Другие исследования показали, это  может улучшить все, от рабочей памяти  до долговременной памяти, улучшить математические вычисления, навыки чтения, решения сложных проблем, игру на фортепиано, сложное  вербальное мышление, планирование, зрительную  память, способность классифицировать вещи и явления, способность к пониманию, снижает  параличи  и афазию, хроническую  боль и даже депрессию. Эффекты, как  было показано, могут  продлиться в течение нескольких недель или месяцев.

Для переключение моего внимания между  задачами , Моралес-Кесада объяснил, что если  я увидел знак плюс на экране компьютера, я должен был бы  решить,  какое  количество букв  будет показано мне: четное  или нечетное, затем нажать  либо «А»  на клавиатуре  левой рукой, или «L»  на клавиатуре  правой рукой. Но если бы я увидел треугольник, я должен был решить, будет ли  буквы  в словах  (все они одинаковые)   гласные или согласные, снова нажав либо клавишу  »А» или  клавишу «L» .

У меня было только несколько секунд, чтобы среагировать на эти показы  каждый раз, и потому  я метался  туда и обратно между  чётными и нечетными  и гласными  или согласными, я понимал, мои пальцы иногда нажимали  неправильную клавишу  и , казалось бы непроизвольно дергались, даже если мое сознание знало  правильный ответ. То же самое было похоже из опыта использования смартфона, когда кажется  он нас обманывает :  нажимаем на значок камеры, но у вместо этого выскакивает  календарь.

После 20 минут стимуляции, Моралес-Кесада проверил мои результаты: я дал 53 правильных ответа, семь неправильных, и имел  среднее время реакции 3,1 секунды. В течение пяти дней, я стимулировался  TDCS в  течение восьми 20-минутных занятий.  Исходя из опыта экспериментов  с другими  участниками, которые принимали  участие  в подобных  исследованиях, я должен был делать меньше ошибок, и  получать информацию намного быстрее , чем если бы меня  стимулировали.

Первые современные эксперименты с TDCS проходили  урывками. В 1981 году Нильс Бирбаумер, нейробиолог из Университета Тюбингена, Германия, сообщил, что, применяя крайне низкие дозы постоянного электрического тока  - одна треть миллиампера, что недостаточно даже  для включения слухового аппарата – к  здоровым добровольцам  , он смог  ускорить их ответ на простой тесты по  временной  реакции. Итальянский нейрофизиолог Альберто Приори  начал свои собственные эксперименты в 1992 году, применив чуть-чуть больше электроэнергии, около половины миллиампера. Он обнаружил, что  когда достаточное количество электроэнергии протекало  через  черепа  волонтеров – это электроны, вытекающие из катодного электрода к анодному электроду – это заставляло клетки мозга вблизи анодного электрода  волноваться . Повторив эксперимент несколько раз, чтобы быть уверенным в результатах, Приори  понадобилось   шесть лет, чтобы эти результаты  были опубликованы в научном журнале, в 1998 году. Как он сказал мне: «Люди все время говорили  мне, что это не может быть правдой, это слишком легко и просто.»

Одним из первых исследователей, серьезно подтвердивший  результаты Приори  был Майкл А. , клинический нейрофизиолог из Университета Геттингена в Германии. «Было  две линии критики, что я слышал в те дни,» сказал он  «Одна линия была то, что это не может работать, потому что это очень слабое раздражение, и что ток  не мог пройти через черепа. Другая  критика была в том , что это  должно быть очень опасно. »

В статье, опубликованной в 2000 году, было показало, что небольшое  стимулирующее  влияние TDCS сохраняется  не менее пяти минут после того, как электричество перестанет подаваться. В 2003 году  сообщалось , что эта процедура   может повлиять, на то, насколько хорошо учаться  добровольцы  простым движениям  их  пальцев. Это было показано в  десятках работ по TDCS.

«Я был очень скептически настроен , но Майкл  переубедил меня», сказал Г. Леонардо Коэн, начальник нейрореабилитационного  отдела при  Национальном  институте неврологических расстройств и инсульта (NINDS) в  штат Мэриленд «Это было очень трудно для меня, чтобы поверить в то,   что просто подключив аккумулятор, который можно купить  для электродов, расположенных на коже головы можно изменить поведение . И вот однажды я собрался это попробовать.

Коэн и его сотрудники пригласили для исследования  шесть человек, которые были частично парализованы, с одной стороны своего тела, в течении  одного года после инсульта. Они обнаружили, что за один сеанс TDCS длившийся  20 минут и доставляя  1 миллиампер в моторную кору их головного  мозга значительно улучшил  показатели на стандартном тесте рук  на ловкость. Надо отметить, что это не был эффект плацебо,  участники были поделены на две группы, но половина из них получала  фиктивные процедуры, в которых электричество включалось  всего на полминуты, а затем быстро выключалось.  (Даже в период  активных  процедур, чувство небольшого  покалывания, что многие люди испытывали  в начале быстро становилось  незаметным, и когда  электричество  выключалось, покалывание могло ещё продолжаться.) Хотя ни участники, ни экспериментаторы  не знали  кому  была проведена процедура, а кому нет , кому подавался   активный или фиктивный электроток, улучшение всегда  возникали только вследствие активной подачи тока при  TDCS. А польза была очевидной  уже через 10 дней.

«Улучшения были в диапазоне всего от 5 до 10 процентов, даже  после только одного  приложения электродов, и  было действительно очень интересным», сказал Коэн.

«ТОК не сделает вас сверхчеловеком, но это может позволить вам работать на максимальной мощности «, сказал Фелипе Фрегни, бразильский врач и нейрофизиолог, который заведует лабораторией Гарвардского университета Нейромодуляции  при реабилитационной больнице Сполдинг, где я проходил эту процедуру. «Это помогает вам достичь  наилучших уровней  функционирования. Допустим, вы не спали хорошо ночью. Или, возможно, у вас депрессия или вы перенесли инсульт. Это помогает вашему мозгу достичь своей максимальной производительности. Фрегни  и его коллегами из Гарварда  опубликовано более 200 работ по TDCS. В 2005 году он написал в соавторстве документ, показывающий, что стимулирование левой префронтальной коры, одновременно, когда  вы делаете конкретную  задачу ,  может улучшить рабочую память, способность отслеживать и мысленно манипулировать несколькими объектами представшими перед вашим вниманием.  Он испытал это  воздействие на мигрень, хроническую боль, постинсультные параличи, болезнь Паркинсона, депрессию, шум в ушах, фибромиалгию, тягу к марихуане и, как ни странно, на  тенденции лгать (или, как на бумаге он  более деликатно выразился, » модуляция  неправдивых ответов »).

Я собрал доказательства, сказал он, что это является самым сильным методом при  лечении депрессии. Ранее в этом году он опубликовал исследование, в JAMA психиатрии с участием 120 человек, страдающими  от тяжелой депрессии. Они получали либо 2 мг в день антидепрессанта Золофт  или 2 миллиампера  TDCS, либо  оба или плацебо. После шести недель, настроение у пациентов, получавших Золофт или TDCS,    улучшились,  примерно одинаково хорошо по сравнению с теми, кто был  в группе плацебо. «Сам по себе  воздействие TDCS был точно таким же, как  приём  Золофт при  депрессии. Но, когда вы объединяете два метода, вы имеете своеобразный синергетический эффект, куда более  больший, чем по отдельности. Вот как я вижу последствия  воздействия TDCS »

Один из самых ярких примеров улучшения когнитивных  функций  описано в исследованиях поддерживаемых  ВВС США, они показали, что TDCS улучшает бдительность пилотов и быстроту обнаружения целей. «Военные уже  смотрели  на то, как  можно улучшить бдительность в течение последних 50 или 60 лет», сказал Энди Мак-Кинли, гражданский инженер биомедицинских  технологий который занимается изучением TDCS в Научно-исследовательской лаборатории ВВС в Райт-Паттерсон  — это Воздушная авиабаза  в штате Огайо. «Как минимум мы получаем двукратное улучшение в том, как долго человек может поддерживать свою  производительность. Мы никогда не видели, подобного улучшения и не можем сравнить его ни с чем».

Но как же  незначительное количество электроэнергии, подаваемое  к черепу в течение 20 минут или около того,  заставить людей думать, лучше?

Я задал этот вопрос  Хоши Рой Гамильтону, директору Университета Пенсильвании  из лаборатории Познания и нервного возбуждения, который проводил  исследование о влиянии TDCS на афазию, умственную  гибкость и способности к чтению. Он откинулся на спинку стула и улыбнулся.

«Что такое мысль?» с просил он. «Мысль, она появляется , когда некоторая  картина  возбуждения нейронов, происходит  в вашем мозгу. Так что если у вас есть технология, которая способна возбудить  много-много этих нейронов, эти фундаментальные строительные блоки познания, и заставляет  их стать активными, чтобы делать свое дело, то это не кажется таким уж надуманным, что такой технология может работать, оказывая даже самое скромное  влияние на познание. «Он продолжает  объяснять, как это  эффект происходит.

«Это своеобразная  мантра или правило  в области неврологии, придуманное  Дональдом Хебба: Нейроны, это  вместе провода. Так что у меня есть  инструмент, который  более или менее вероятно, срабатывает на ваших нейронах. Теперь, когда я применяю ток, я собираюсь изменить ваше  поведение, рабочие задачи памяти, скажем,  попытка назвать и вспомнить  объекты, даже если у вас есть афазия после инсульта, которая  является моей областью интересов .

Так что теперь сеть нейронов активизируется в среде, которая слегка подталкивает их, заставляет  нейронов быстрее проводить ток.  Это не слишком надуманным, но , когда это произойдет снова и снова, в течение недели , эти  пути будут усилены. Я согласен, это действительно кажется очень простым. Это не то же самое, когда  мы вставляем  супер-высокотехнологичные нанороботы  в ваш мозг,  в кровеносные  сосуды головного мозга. Но это в согласии с общим убеждением , как работает мозг. Но TDCS, кажется, имеют более  широкий спектр эффектов. »

Но некоторые ученые все еще настроены скептически, финансирование из NINDS было  не так  щедро.  Даофен  Чен, сотрудник  курирующий гранты для  следователей, говорит: «Речь идет о научной предпосылке, но не механизме. Они видят некоторые улучшения в определенных физиологических состояниях. Но они по-прежнему не в состоянии точно определить механизм, лежащий в основе  нейробиологическое восстановления. Они не могут объяснить, почему и как именно он работает в конкретных  условиях «Это отсутствие основного  механизма  этих исследований, объясняет Чен, является основанием для скромной финансовой поддержкой этих исследований  до сих пор. «Шанс для получения  новых исследований TDCS финансируемых NIH меньше половины среднего», говорит Чэнь. «Это означает, что рецензенты, » – которые дают эти финансовые  рекомендации — «не  были впечатлены  от этой области исследований.»

Э то может означать, по мнению некоторых исследователей TDCS, что многие ученые просто отказываются верить, что относительно простая, недорогая технология может работать.

Люди пришли к мнению, что только сложные, дорогие медицинские процедуры будут эффективными», говорит Винсент Кларк, директор Психология клинической неврологии центра при университете штата Нью-Мексико. Низкая стоимость технологии может показаться, что активы, но Кларк говорит, что это может оказаться одной из самых больших проблем в медицинской современном рынке.

«Исследование дорогое удовольствие,» говорит он. «и  может быть недостаточно денег, чтобы проводить дальнейшую разработку TDCS , чтобы получить  утвержденный патент  FDA»

Во время моей восьмой стимуляции  с помощью  TDCS,  и последний день бесед  с Моралесом-Кесада, моя реакция  и внимание на  переключение задач  значительно увеличилась, и  мои пальцы не так дёргались. После просмотра результатов, Моралес-Кесада подтвердил мои наблюдения. «Ты сделал семь ошибок, когда мы  впервые проверили тебя», сказал он, и теперь , ты  не допускаешь  ошибок вообще. И твоя  реакция на ответ  также снизилась  с 3,1 секунды  до 2,6 секунд сегодня. Это  на полсекунды быстрее, что очень хорошо. »

Дан Харлей

стимулятор мозга

Комментарии ; Идея уже подхвачена и подобный аппарат продаётся для стимуляции мозгов геймеров. Но интересно посмотреть на будущее качество статей автора.

    Print       Email
  • You might also like...

    Чем грозит недосыпание

    Read More →