Loading

Ультразвук стимулирует производительность мозга

Создано 15.01.2014 20:14
Автор: Евгений

Ультразвук стимулирует производительность мозга
Направляя ультразвук в определенные участки мозга, ученым удалось повысить способность человека распознавать виды входной сенсорной информации. Ультразвук – это звуковые волны, находящиеся гораздо выше крайнего порога слухового восприятия людей. Он очень полезен для медицинской визуализации. Врачи и технический персонал направляют импульсы ультразвука сквозь ткани и записывают отраженные волны, создавая картину внутреннего мира, будь то поврежденное колено или зародыш в утробе.
Ультразвук можно использовать для визуализации связей в мозге. Специалистов в нейронауках особенно интересует поиск ответа на вопрос, как участки мозга обмениваются информацией друг с другом. Один из проектов, реализуемых в США, направлен как раз на создание полной картины здорового мозга человека.

Ультразвук – это один из ряда неинвазивных методов, стимулирующих мозг. Есть еще транскраниальная магнитная стимуляция, при которой используются магниты. Третий вид – это транскраниальная электростимуляция при помощи электродов, которые подают в мозг слабый электрический разряд через кожу черепа.
В соответствии с новым исследованием наиболее эффективным из этих методов является именно ультразвук.
«Используя такие звуковые волны, мы можем нацелиться на участок мозга размером не больше конфеты M&M, - рассказывает специалист в нейронауках Вильям Тайлер. – Наша работа представляет собой новый неинвазивный способ модулирования активности человеческого мозга с более высоким пространственным разрешением, чем когда-либо».
Неожиданный результат
Вильям Тайлер и его коллеги сосредоточились на чувственном восприятии от руки. Для начала они положили электрод на запястье, на нерв, который переносит импульсы от руки в мозг. Используя слабый электрический ток, они стимулировали нерв, сосредоточив при этом ультразвук на том участке мозга, который обрабатывает сигналы от него.
Исследователи записывали реакцию мозга участников при помощи электроэнцефалографа – набора электродов на коже черепа, которые измеряют электрическую активность в мозге. Специалисты обнаружили, что ультразвук ослабляет мозговые волны, которые шифруют тактильную стимуляцию.
Но ряд последующих экспериментов выявил нечто действительно странное.
Ученые провели два теста на чувственное восприятие. В первом из них участники испытывали два укола булавками в кожу и должны были определить, колют ли их в одну или две точки. Чем ближе булавки располагаются друг к другу, тем сложнее задача. Во втором эксперименте исследователи направляли на кожу испытуемого несколько кратких дуновений воздуха, после чего просили сказать, сколько они ощутили отдельных воздушных толчков. Чем быстрее делаются дуновения, очевидно, тем сложнее распознать их количество.Ультразвук стимулирует производительность мозга
На этот раз ученые, ожидая увидеть низкие результаты чувственного восприятия вследствие слабых мозговых сигналов, в обоих тестах зафиксировали повышение производительности мозга.
«Эти наблюдения нас удивили, - отмечает Тайлер. – Хотя мозговые волны, связанные с тактильной стимуляцией, ослабели, люди на самом деле стали лучше распознавать разницу в ощущениях».
Регулирование работы мозга
Чем можно объяснить этот кажущийся парадокс? Ответ должен быть связан с функционированием нейронов. Когда клетки мозга обмениваются информацией, они могут заставить друг друга активизироваться (возбуждение) или успокоиться (торможение). Очевидно, ультразвук влияет на баланс возбуждения и торможения в обрабатываемом участке мозга.
В результате возбуждающие импульсы не рассеиваются на большое расстояние, тем самым давая мозгу возможность лучше локализовать место возникновения входной сенсорной информации.
Состояние повышенного чувственного восприятия исчезло, когда исследователи сдвинули центр ультразвукового излучения лишь на 1 сантиметр. Это означает, что им удалось получить способ тонкого регулирования работы мозговых схем, что позволит как отслеживать их активность, так и лечить мозговые нарушения.
«С нейронаукой изменять состояние мозга легко, - рассказывает Тайлер. – Мы можем отвлечь вас, обмануть при помощи оптических иллюзий, заставить вас замереть. Состояние ухудшить просто, а вот улучшить его тяжело. Наше открытие заставляет верить, что мы на правильном пути».

Facepla.net по материалам Livescience

Комментарии: