Как контролировать активность мозга

Сотрудники Высшей школы экономики выяснили, как влияет интенсивность стимуляции головного мозга переменным электрическим током на его активность. Возможность точно настраивать параметры стимуляции поможет улучшить память, внимание и другие когнитивные функции не только у больных, но и у здоровых людей. Работа проходила в рамках проекта, поддержанного Российским научным фондом (РНФ), а ее промежуточные результаты опубликованы в журнале Brain Stimulation и будут представлены на 3-ей Международной конференции по стимуляции мозга в Канаде.

Фото из лаборатории. Источник: Елена Горина

От качества работы наших когнитивных функций, таких как рабочая и долговременная память, внимание, восприятие, зрительно-моторные процессы, речь, зависит наше познание окружающего мира и взаимодействие с ним. Ученые исследуют причинно-следственные связи между нейрофизиологическими и поведенческими особенностями человека, то есть тем, как влияют структурные и функциональные особенности мозга человека на его повседневные действия. Для этого исследователи используют множество разных методов. Одним из них является неинвазивная (без проникновения внутрь черепа) стимуляция головного мозга. Неинвазивные методы, такие как, например, транскраниальная магнитная стимуляция (ТМS), транскраниальная стимуляция прямым током (tDCS) и транскраниальная стимуляция переменным током (tACS), считаются проверенными, безопасными и широко используются как в клинической, так и в научной практике.

Источник стимуляции при транскраниальная стимуляция переменным током – это электрод, покрытый специальной губкой с солевым раствором. Ученые прикладывают его к поверхности черепа над той зоной мозга, работу которой хотят изменить, а затем подают ток с определенными параметрами: частотой, интенсивностью, фазой и длительностью. Эксперименты показали, что такая стимуляция влечет за собой модулирующий эффект как в сторону повышения, так и в сторону торможения активности, то есть готовности участка мозга реагировать на внешние раздражители.

Изменяя эту активность, ученые могут влиять на способности человека: например, улучшить креативность мышления или увеличить скорость чтения, помочь сконцентрироваться или думать быстрее и эффективнее. Несмотря на то, что устройства, стимулирующие головной мозг, может купить любой человек (в продаже есть девайсы разных размеров и форм), ученые все еще продолжают исследовать сами методы неинвазивной стимуляции.

К одним из наименее изученных параметров протокола стимуляции tACS относится его интенсивность, то есть сила тока. В своей работе сотрудники Группы изучения памяти и моторного контроля Центра нейроэкономики и когнитивных исследований Института когнитивных наук НИУ ВШЭ Маттео Феурра, Елена Горина и Иван Поздняков исследовали вклад интенсивности в модулирование возбудимости моторного отдела мозга – первичной моторной коры. Для этого они прикладывали поверх tACS-электрода катушку транскраниальная магнитной стимуляции, через которую одновременно с переменным током tACS на бета-частоте подавались магнитные импульсы.

Исследования на моторных зонах удобны тем, что являются наиболее наглядными: результаты воздействия – подергивания конкретных мышц – можно увидеть собственными глазами. В этом эксперименте стимулировался участок коры мозга, ответственный за сокращение мышцы между большим и указательным пальцами кисти. Амплитуду этих сокращений авторы записывали с помощью электромиографии.

«По предварительным данным, собранным на девяти испытуемых, мы наблюдаем нелинейный эффект модулирующего влияния интенсивности, однако, данные требуют подтверждения на большей выборке. На этот момент мы собрали материалы по новым испытуемым и приступили к их обработке», – сообщили сотрудники группы.

Текст: РНФ

Transcranial alternating current stimulation of the primary motor cortex: intensity effects