Tag Archives: стимуляция мозга

Поддайте току своим синапсам!

transcranial Direct Current StimulationУвидел вчера. Это tDCS (transcranial Direct Current Stimulation), прибор для транскраниальной стимуляции мозга прямым током. Статья в Википедии на русском. Я лениво следил за попытками создания как бы «народного» tDCS – GoFlow (голубенький, на картинке ниже), когда человек сам собирает прибор, изготавливая компоненты с помощью 3D принтера или покупая. Месяца три назад обсуждали с коллегами возможность и перспективы создания такого прибора, но отказались из-за угрюмой маргинальности рынка. GoFlow закрылся, а foc.us (это он на картинке в начале) вот расцвел. Продается за 249 долларов, и отправляют в Россию.

tDCSСколько интересующихся и экспериментирующих с этой технологией? Рискну предположить, что не больше 20,000 человек во всем мире, включая ученых. Такой гаджет, вероятно, сможет привлечь еще пару тысяч людей первоначально, но очень скоро у большинства из них он займет место в чулане. Я, например, побаловался с ним лет 5 назад, но это была самодельная конструкция, и отсутствие времени и желание жить (вы же в курсе, как батарейка может вас убить?) не позволили мне это изучить. Не удержался от запугиваний, простите :). Но не стоит бояться — нормальные tDCS абсолютно безопасны.

Я лишь поверхностно знаком с исследованиями в этой области, и знаю только, что метод позволяет улучшать моторные движения после инсульта; читал статью про улучшения работы сна, и последующей за ним повышенной производительности труда; используют метод и для лечения депрессии. Военные используют для ускорения обучения сложным навыкам, сокращая время обучения вдвое.

модель с прибором на головеFoc.us, судя по характеристикам и управляющему софту, позволяет многое, а если приобрести и дополнительный набор, то дает возможность делать какие угодно эксперименты, включая плацебо-воздействие.

Странно, что не предлагаются, даже в чисто информационном ключе, простые инструкции. Ну, например, что конкретно делали те военные, какой протокол использовали? В статье можно найти, что применяли 2 миллиампера в течение 30 минут, но места размещения электродов надо еще поискать. Поэтому это – игрушка для любознательных и ищущих людей. Хорошо, что информации в интернете — более чем достаточно.

transcranial Direct Current StimulationДругой производитель, TCT Research из Гонконга, представляет более серьезную модель (слева на фото), но не такую секси, конечно. Там же, на сайте, есть ссылки на 700 научных статей по теме tDCS.

Reddit предлагает множество ресурсов.
Научная статья, с которой можно было бы начать полноценное знакомство — отличный обзор множества исследований. Еще подборка ссылок на научные статьи, ограничивающаяся правда до 2011 года.

Резюмируя:  это очень интересный и обещающий метод, который активно исследуется.  Я бы купил этот foc.us прямо сейчас, только мешают:  отсутствие у них софта для Андроида (пока только для iOS), отсутствие у них товара (ближайшая доставка может случиться через пару месяцев), и внезапно мною обнаруженная необходимость существенных платежей в долбаный ПФ.


Компенсаторные способности мозга

Oliver Burston, 2005, Wellcome ImagesУченым из Carnegie Mellon University’s Center for Cognitive Brain Imaging впервые удалось показать, как мозг адаптируется к повреждениям.  Исследование (Mason, Prat, & Just, 2013) показало, как в случае снижения функциональности одного региона, мозг немедленно подключает резервные регионы, выполняя работу не только выведенных из строя, но и поддерживающих их структур.

Ученые применяли транскраниальную магнитную стимуляцию (repetitive Transcranial Magnetic Stimulation (rTMS)) для временного выключения зоны Вернике (региона, ответственного за понимание языка) у участников эксперимента, используя функциональный магнитный томограф (fMRI). Людей просили выполнять задачи по пониманию смысла предложений до, во время воздействия и после воздействия rTMS.

Воздействие транскраниальной магнитной стимуляции на зону Вернике и связанные с ней зоны

Снижение функций и перекрывающее восстановление в ответ на стимуляцию rTMS. Применение транскраниальной магнитной стимуляции на зону Вернике (семантическая обработка, показана синим кружком) приводит к снижению функциональности в регионах, обрабатывающих речь (например, left temporal, left inferior frontal, left inferior parietal), в также правополушарных регионах (right inferior frontal), и главных визуальных регионах (bilateral occipital).

Воздействие rTMS, как и предполагалось, существенно угнетало работу зоны, но сканирование показало, что другие зоны мозга мгновенно начали подключаться к выполнению этой, не свойственной им, функции. Причем выполняли это так успешно, что не приводило к значимому ухудшению понимания предложений.

Компенсирующую роль на себя принимали следующие зоны:

  • Контралатеральные, зеркально расположенные в другом полушарии;
  • Соседние зоны в непосредственном окружении поврежденной;
  • Фронтальный исполнительный регион.

Предположительно, именно фронтальный регион принимает на себя главную управляющую и вычислительную роль в распределении задач по выполнению функций вышедшего из сторя региона.

Выведение из строя одного региона приводит к нарушению других функций, поскольку для мышления и понимания мы используем сеть регионов, и, соответственно, это нарушает весь процесс. Если бы не компенсация от других зон, мы видели бы катастрофические последствия даже самых банальных сотрясений мозга. После окончания воздействия TMS, активность зоны Вернике вернулась в исходное, но некоторое время запасные регионы продолжали работать. Это приводило даже к улучшению работы мозга по выполнению задач – ведь он использовал больше регионов для того, с чем обычно справлялся ранее.

Эта автономная (независимая от нашего сознания) способность мозга самоорганизовываться в ответ на изменяющиеся обстоятельства, является, по-видимому, основой для гибкого интеллекта.

Исследование дает более глубокое понимание нейропластичности мозга и уверенность в том, что когнитивные тренировки мозга могут сыграть неоценимую роль в случае травмы головы или инсульта. Секрет заключается в развитии альтернативных методов мышления. Предыдущие исследования (Prat & Just, 2011) показали большую адаптивность у людей с хорошими навыками чтения и высокой емкостью рабочей памяти. В условиях снижения работоспособности региона мозга, их мозг способен лучше адаптироваться к изменениям, рекрутируя компенсирующие регионы, в сравнении с людьми с низкоемкой рабочей памятью.  На мой взгляд, еще один повод начать заниматься брейнфитнесом.

Mason, R. A., Prat, C. S., & Just, M. A. (2013). Neurocognitive brain response to transient impairment of Wernicke’s area. Cerebral Cortex. DOI: 10.1093/cercor/bhs423.

Prat, C. S., & Just, M. A. (2011). Exploring the neural dynamics underpinning individual differences in sentence comprehension. Cerebral Cortex. 21:1747–1760.

Изображение в начале статьи: Oliver Burston, 2005, Wellcome Images.