Synkronisering av rytmer i två områden av den mänskliga hjärnans frontlober kan vara ett effektivt sätt att förbättra förmågor och behandla neurologiska sjukdomar.
Neurofysiolog Robert Reinhart från University of Oregon (USA) har utvecklat en teknik för att påverka hjärnan för att förbättra förmågan att lära sig, självkontroll, uppmärksamhet, spårning och korrigering av fel. Men med hjälp är det möjligt att uppnå motsatt effekt - att "tråkiga" patienterna ett tag och sedan återställa dem till sitt normala tillstånd. De experimentella resultaten beskrivs i en artikel publicerad i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences.
I sina experiment använde Robert Reinhart metoden för mikropolarisering eller transkraniell likströmsstimulering av hjärnan (High-Definition transcranial Direct Current Stimulation). Patienter (det fanns totalt 30 av dem) sattes på ett gummilock med ett stort antal små elektroder som täckte hela hårbotten med ett tätt "nät". Med deras hjälp var det möjligt att både stimulera olika delar av hjärnan med en liten konstant elektrisk ström och samtidigt ta ett elektroencefalogram (EEG) - för att registrera nervcellernas spontana elektriska aktivitet.
3D-modell av ett mänskligt huvud med elektroder för transkraniell hjärnstimulering. Foto: Soterix Medical
Frekvens är en viktig egenskap hos EEG. På grundval av detta särskiljs de så kallade hjärnrytmerna: alfa, beta, gamma, delta och theta. Var och en av dem är förknippad med ett specifikt tillstånd och kan observeras i vissa situationer i olika delar av hjärnan. Så om du fäster elektroderna på baksidan av en persons huvud med öppna ögon, kommer de att spela in beta-rytmen (frekvens 14-40 Hz), vilket är kännetecknande för neurons aktiva arbete, eftersom visuell information bearbetas i occipital cortex. Men om du stänger ögonen ändras rytmen på samma plats till alfa (8-13 Hz), vilket indikerar ett vilotillstånd.
Reinhart var intresserad av en annan rytm - theta (4-8 Hz). Dessutom i två specifika områden i hjärnan: den mediala frontala cortexen och den laterala prefrontala cortexen. Båda är belägna i våra främre lober. Det första, som ett larm, aktiveras när vi gör ett misstag, när någon säger att vi hade fel, eller om något överraskar oss. Den andra håller vissa regler och våra mål, hjälper till att fatta beslut.
Med hjälp av riktad, målinriktad stimulering av dessa zoner lyckades neurofysiologen uppnå exakt synkronisering av deras theta-rytmer. Båda områdena fungerade tillsammans, sammankopplade. Det visade sig att ämnena i det här fallet utför mycket bättre den uppgift som tilldelats dem. I experimenten var de tvungna att trycka på en knapp var 1,7: e sekund och förlita sig enbart på deras inre, subjektiva tidskänsla. Datorsystemet gav med jämna mellanrum försökspersoner feedback om effektiviteten i deras handlingar: "för snabbt", "väldigt långsamt", "exakt."
Det visade sig att synkroniseringen av theta-rytmer i de två hjärnregionerna gjorde det möjligt för patienter att lära sig att trycka på knappen i tid mycket snabbare. Medan desynkronisering tvärtom gjorde dem "dummare". Det mest intressanta var dock ett annat resultat: i en av experimentserien störde Reinhart, med hjälp av elektrisk stimulering, den naturliga synkrona interaktionen mellan två delar av cortex, vilket också försämrade testresultaten. Sedan ändrade han omedelbart stimuleringsparametrarna, "räddade" ämnena och fick hjärnan att fungera ihop igen. Detta gav deltagarna mycket snabbt tillbaka till deras naturliga förmågor.
Kampanjvideo:
Enligt neurofysiologen kan transkraniell stimulering av specifika, strikt definierade områden i hjärnan med likström bli ett "magiskt verktyg", liknande tabletterna från filmen "Områden med mörker". Med hjälp kommer det att vara möjligt att avsevärt förbättra deras förmågor för friska människor, såväl som att hjälpa patienter med uppmärksamhetsstörning, ångest, mental retardation eller har förlorat några av sina kognitiva funktioner på grund av stroke eller trauma.
Metoden ser lovande ut även mot bakgrund av att hittills ingen verklig effekt av något populärt nootropiskt läkemedel (såsom piracetam eller fenotropil) har bevisats, även om läkemedelsföretag aktivt marknadsför dem på marknaden.
DANIIL KUZNETSOV
