Вчені навчилися перезапускати мозок і пришвидшувати навчання - треба просто вдарити струмом у потрібне місце

Вчені досягли успіху у експериментах з "перезапуску" мозку, який дозволяє пришвидшити навчання. Для стимуляції мозку було використано удари струмом, які були спрямовані на конкретну ділянку. Про це йдеться у дослідженні, яке було опубліковано в журналі Nature Neuroscience. Ідея стимуляції мозку током існує давно, але попередні методи впливали повністю на увесь мозок, передають Патріоти України.

Дослідники зі Швейцарії випробували на людях новий неінвазивний метод під назвою транскраніальна тимчасова інтерференційна стимуляція мозку (tTIS). Він дозволяє проникати в глибокі структури мозку, не зачіпаючи мозкові тканини зверху. Така стимуляція призводить до поліпшення моторного навчання у літніх, здорових людей.

Директор Центру науки про мозок, перекладу, інновацій та модуляції при Пенсильванському університеті Рой Гамільтон, який не брав участі у дослідженні, зазначив, що дослідження відкриває людству "новий і потенційно потужний інструмент" в арсеналі способів маніпулювання функціями мозку.

Попередньо існуючі методи впливу на мозок створювали ризик того, що, хоча ви можете досягти структур глибоко в мозку, ви ризикуєте стимулювати мозкову тканину на поверхні мозку, пояснив нейробіолог з Федеральної політехнічної школи Фрідгельм Гуммель, який очолював нове дослідження. Стимуляція інших ділянок мозку, окрім потрібної, ускладнює розуміння того, яка саме тремтлива маса нейронів відповідає за ефект – чи то поліпшення пам'яті, чи то моторне навчання.

Електростимуляція, яка направлена у глибини мозку, важлива, оскільки саме там розташовані такі нейронні структури, як гіпокамп і базальні ганглії, які беруть участь у різноманітних неврологічних і психіатричних розладах. Наприклад, при хворобі Паркінсона електрична проводка базальних гангліїв виходить з-під контролю, що призводить до тремтіння і скутості рухів. Так само при хворобі Альцгеймера пошкоджується і зменшується гіпокамп – ділянка мозку, що контролює як короткочасну, так і довготривалу пам'ять, що призводить до деменції.

Як пише Inverse, нова методика була розроблена ще 2017 року дослідниками з Массачусетського технологічного інституту (MIT) і протестована на мишах. Вона дозволяла стимулювати потрібну частину мозку, уникаючи стимуляції поверхневих тканин мозку. Ця методика передбачає розміщення електродів на голові та випромінювання дуже високих частот, на які реагують нейрони в глибині мозку.

Тепер же Хаммел та його колеги вирішили повторити те саме за участі людей. У першій частині експерименту група з 13 добровольців виконувала навчальне завдання, отримуючи tTIS. Їм потрібно було натискати кнопки відповідно до того, яку цифру вони бачили на екрані. Після тесту функціональна МРТ просканувала їхній мозок і виявила збільшення нейронної активності, а також зміни кровотоку в смугастому тілі, глибокій структурі мозку, необхідній для довільного моторного контролю, а також у пов'язаній з ним руховій мережі.

У другому раунді експериментів дослідники сформували дві групи з 30 здорових дорослих, одна з яких отримувала tTIS, а інша – плацебо з електродами, що випромінювали високу частоту. Половина добровольців складалася з людей у віці двадцяти років, іншим було за шістдесят. Жоден з учасників не знав, яке лікування він отримує.

Виявилося, що для здорових молодих людей різниця між отриманням tTIS була не суттєвою, хоча й помітною. Але здорові люди старшого віку продемонстрували покращення моторних навичок.

"Як тільки ви переходите до людей, які вже не функціонують так добре, розмір ефекту стає значно, значно більшим. Навіть коли ми тренували їх лише 20 або 25 хвилин, покращення вже становило понад 30% у здорових людей похилого віку", – розповів Хаммел.

Вчені попереджають, що хоча результати виглядають багатообіцяючими, принаймні для людей похилого віку, у яких моторні навички з часом природно знижуються, варто пам'ятати, що це дослідження є лише підтвердженням концепції і потребує подальшого вивчення, перш ніж мати клінічну цінність.