Как улучшить мозг. Выпуск 26: от таблеток до имплантов

Мы продолжаем наш спецпроект «Как улучшить мозг» по научному топику Augmentation of Brain Function в журнале Frontiers of Neuroscience, и теперь очередь дошла до программной статьи. Группа исследователей во главе с Михаилом Лебедевым из Университета Дьюка рассмотрела 148 статей, посвященных различным аспектам расширения возможностей мозга. Они выделили основные тенденции, освещенные в десятке наиболее цитируемых статей. В них вошло обсуждение как самих возможностей мозга (в частности, процессов нейропластичности), так и целесообразность различных методов, вмешивающихся в работу мозга извне. В начале октября мы встретимся с Михаилом на конференции BCISamara-2019 и поговорим с ним о проблемах, поднятых в этой статье и топике вообще.

Credit: Stockvault


Рассмотренные статьи авторы разделили на три категории. В первую из них попали работы, посвященные декодированию информации, генерируемой мозгом. Во вторую – «прокачка» мозга с помощью различных видов стимуляции. В третью – футуристические идеи о бессмертии сознания и обмене мыслями.

В частности, в первую категорию попали статьи о нейрокомпьютерных интерфейсах.

«Как и любая быстро развивающаяся область науки, нейрокомпьютерные интерфейсы не лишены проблем и противоречий. Одна из неотложных проблем – относительно низкая скорость передачи информации в современных интерфейсах», — отмечают исследователи.

Для решения этой проблемы необходимо лучшее понимание работы мозга и учет нескольких систем одновременно. Так, при работе с движениями необходимо принимать в расчет систему вознаграждения. Также следует уделять внимание пластичности мозга.

Кроме того, рассматриваются варианты создания нейрокомпьютерных интерфейсов на основе электрокортикографии – в отличие от электроэнцефалограммы, данные снимаются непосредственно с коры головного мозга.

Вторая категория статей рассматривает как фармакологические методы расширения возможностей мозга, так и использование различных устройств. Как уже упоминалось, некоторые ученые предлагают отказаться от термина «неинвазивный» по отношению к воздействующим на мозг устройствам – они влияют на гемодинамику и функционирование мозга, и последствия от их применения могут быть такими же, как и при использовании инвазивных методов.

Также исследователи вспоминают о перспективных разработках, в частности, «протезах памяти» – мозговых имплантах, позволяющих улучшить запоминание. Особенно они будут полезны для людей с деменцией и другими нарушениями памяти.

Статьи из «футуристического» раздела больше похожи на научную фантастику. Сюда попали, в частности, работы об объединении нескольких мозгов для передачи данных из одного в другой и даже создание сети из множества мозгов. Также в ряде исследований рассматриваются этические вопросы существенных модификаций мозга, возможные требования использовать технологии расширения возможностей мозга со стороны работодателей и тонкостей государственной политики относительно подобных технологий.

«Эффективность мозга можно улучшить искусственно, и авторы большинства статей смотрят на эти перспективы оптимистично», — пишут исследователи. 

Вот он, топ-10 самых цитируемых статей из топика.

  1. Повышение работоспособности мозга за счет его потенциальной пластичности. Посвященные этому работы в основном были сосредоточены на различных препаратах, расширяющих возможности мозга. Однако авторы предупреждают, что злоупотребление такими препаратами может приводить к передозировке, привыканию и нарушению нормальной работы мозга.
  2. Критика неинвазивных методов стимуляции мозга. По мнению исследователей, неинвазивные методы, например, транскраниальная магнитная стимуляция или транскраниальная стимуляция постоянным током, таковыми не являются. Хотя в них действительно не используется оборудование, устанавливаемое в мозг напрямую, и электромагнитное поле, и ток могут оказывать на него глубокое воздействие, выходящее за рамки предполагаемого. Возможные изменения в работе мозга поднимают вопрос о безопасности таких методов. Кроме того, ученые полагают, что следует изменить название и перестать называть неинвазивными, чтобы не вводить в заблуждение пациентов.
  3. Улучшение когнитивных функций мозга с помощью транскраниальной лазерной терапии. Предположительно, стимуляция мозга с помощью инфракрасного излучения может положительно влиять на внимательность, память и эмоциональное состояние.
  4. Повышение интеллекта – это миф, по крайней мере, пока. Исследователи поясняют, что хотя есть методики «прокачки» интеллекта, существующие тесты не позволяют достоверно оценить, стали ли умственные способности лучше. Поэтому не стоит говорить о повышении интеллекта, пока нет возможности надежно его измерить.
  5. Фармакологические методы расширения способностей мозга. Метаанализ 40 статей, посвященных использованию различных стимулирующих препаратов, показал, что общественность сомневается в безопасности таких способов и обеспокоена возможными последствиями. В целом, настрой обывателей в этом плане совпадает с отношением со стороны научного сообщества.
  6. Сон для улучшения когнитивных способностей. Сон положительно влияет на внимание, мышление, речь, принятие решений, память, обучение. Также он важен для консолидации памяти. В настоящее время существуют способы воздействия на процессы обработки воспоминаний во время сна, для этого используются звуковые и обонятельные стимулы.
  7. Моменты, которые следовало бы учитывать при транскраниальной стимуляции: необходимость учета индивидуальных особенностей пациента, изменчивость электротока в зависимости от толщины волос и способа крепления электродов, важность участия в исследованиях плацебо-контролируемых групп и тому подобное.
  8. Перенос памяти одной крысы в гиппокамп другой с помощью электрической стимуляции. «Считав» поведенческую программу с гиппокампа одной крысы, исследователи смогли заставить мозг другой воспроизвести ее.
  9. Улучшение когнитивных и нервных функций с помощью тренировки мышления. Здесь исследователи, обучая испытуемых стратегическому подходу, интегрированному мышлению (учету связей и взаимных зависимостей) и другим способам работы с информацией, смогли добиться улучшения функций мозга как у здоровых людей, так и у страдающих нарушениями мышления.
  10. Когда ухудшение работы мозга сказывается благотворно. Снижение некоторых функций мозга способно улучшить самочувствие человека или усилить другие функции. Такой подход довольно спорен с точки зрения биомедицинской этики и требует дальнейшего рассмотрения.

Текст: Алла Салькова

Augmentation of Brain Function: Facts, Fiction and ControversybyMikhail A. Lebedev, Ioan Opris, Manuel F. Casanova

https://doi.org/10.3389/fnsys.2018.00045

Выпуск 25: магнитная стимуляция против слуховых галлюцинаций

Выпуск 24: синестезия без синестезии

Выпуск 23: как «выжать» из сна максимум

Выпуск 22: этика интерфейсов «мозг-компьютер»

Выпуск 21: научный путь к чертогам разума

Выпуск 20: какой толк от постоянного тока

Выпуск 19: зачем нужен сон

Выпуск 18: химерный мозг

Выпуск 17: дети и стимуляция мозга

Выпуск 16: нейропротезы для воли

Выпуск 15: фМРТ-практики

Выпуск 14: стимуляция при эпилепсии

Выпуск 13: как электричество может снять боль?

Выпуск 12: что может медитация?

Выпуск 11: от человеческого мозга до мозга глобального

Выпуск 10: этические проблемы интерфейсов «мозг-мозг»

Выпуск 9: просоциальное поведение на фМРТ.

Выпуск 8: руки помощи.

Выпуск 7: почему IQ-тесты не всегда корректно работают?

Выпуск 6: что есть сознание и есть ли оно у интернета?

Выпуск 5: база данных ЭЭГ.

Выпуск 4: интерфейс «мозг-компьютер», прогресс за рамками определений.

Выпуск 3: магнитная стимуляция и поведенческая терапия.

Выпуск 2: как объяснить сознание.

Выпуск 1: нейропротезы замкнутого цикла.