Электрический ток поможет людям использовать мозг на полную мощность

Нейрофизиолог Роберт Рейнхарт из Орегонского университета (США) разработал методику воздействия на мозг, позволяющую улучшить способности к обучению, самоконтролю, внимательности, отслеживанию и исправлению ошибок. Однако с ее помощью можно достигать и обратного эффекта – «отуплять» на время пациентов, а затем возвращать их в нормальное состояние. Результаты экспериментов описаны в статье, вышедшей в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

В своих опытах Роберт Рейнхарт использовал метод микрополяризации или транскраниальной стимуляции мозга постоянным током (High-Definition transcranial Direct Current Stimulation). Пациентам (всего их было 30) надевали на голову резиновую шапочку с большим количеством небольших электродов, покрывающих плотной «сетью» всю поверхность скальпа. С их помощью можно было как стимулировать различные зоны мозга малым постоянным электрическим током, так и одновременно снимать электроэнцефалограмму (ЭЭГ) – регистрировать спонтанную электрическую активность нервных клеток.

3D-модель головы человека с электродами для транскраниальной стимуляции мозга. Фото: Soterix Medical

Важной характеристикой ЭЭГ является частота. На ее основе выделяются так называемые ритмы головного мозга: альфа, бета, гамма, дельта и тета. Каждый из них связан с особым состоянием и может наблюдаться в определенных ситуациях в различных отделах мозга. Так, если прикрепить электроды на затылок человека с открытыми глазами, то они будут фиксировать бета-ритм (частота 14-40 Гц), характерный для активной работы нейронов, так как в затылочной коре происходит обработка зрительной информации. Но стоит закрыть глаза, как ритм там же меняется на альфа (8-13 Гц), свидетельствующий о состоянии покоя.

Рейнхарта заинтересовал другой ритм – тета (4-8 Гц). Причем в двух конкретных областях мозга: медиальной фронтальной коры и латеральной префронтальной коры. Обе они располагаются в наших лобных долях. Первая, словно тревожная сигнализация, активизируется, когда мы совершаем ошибку, когда кто-то говорит, что мы ошиблись, или нас что-то удивляет. Вторая хранит определенные правила и наши цели, помогает в принятии решений.

С помощью направленной, адресной стимуляции этих зон нейрофизиологу удалось добиться точной синхронизации их тета-ритмов. Обе области заработали как бы в тандеме, взаимосвязано. Выяснилось, что в этом случае испытуемые гораздо лучше выполняют поставленную перед ними задачу. В экспериментах от них требовалось нажимать на кнопку каждые 1,7 секунд, опираясь исключительно на свое внутреннее, субъективное ощущение времени. Периодически компьютерная система давала испытуемым обратную связь об эффективности их действий: «слишком быстро», «очень медленно», «точно».

Оказалось, что синхронизация тета-ритмов двух регионов мозга позволила пациентам значительно быстрее обучиться нажимать кнопку вовремя. Тогда как рассинхронизация, наоборот, сделала их «тупее». Однако самым интересным стал другой результат: в одной из серий опытов Рейнхарт с помощью электростимуляции нарушал естественное синхронное взаимодействие двух участков коры, что ухудшало и результаты тестов. После чего незамедлительно менял параметры стимуляции, «спасая» испытуемых и заставляя мозг вновь работать взаимосвязано. Это очень быстро возвращало участникам эксперимента их природные способности.

По мнению нейрофизиолога, транскраниальная стимуляция конкретных, строго определенных областей мозга постоянным током может стать «волшебным средством», подобным таблеткам из фильма «Области тьмы». С ее помощью можно будет значительно усилить свои способности здоровым людям, а также помочь пациентам с синдромом дефицита внимания, тревожность, задержками психического развития или утратившими часть когнитивных функций из-за инсульта или травм.

Метод выглядит многообещающе ещё и на фоне того, что пока не был доказан какой-либо реальный эффект ни одного популярного ноотропного препарата (таких как пирацетам или фенотропил), хотя фармацевтические кампании активно продвигают их на рынке.