Исследователи Центра языка и мозга НИУ ВШЭ одними из первых применили метод транскраниальной стимуляции переменным током, чтобы выяснить, может ли это повлиять на запоминание новых слов. Авторы эксперимента пока не обнаружили связи между усвоением слов и стимуляцией мозга, однако полагают, что изменение параметров стимуляции может в будущем показать другие результаты.
Электростимуляция головного мозга / © Анна Комиссаренко
Исследование опубликовано в журнале Language, Cognition and Neuroscience. Способность запоминать и правильно использовать новые слова — важнейший навык, обеспечивающий человеческое общение. В течение жизни человек усваивает новые слова родного языка, а также изучает иностранные языки. Усвоение новых слов — сложный когнитивный процесс, механизмы которого пока недостаточно хорошо изучены.
Современные методы нейровизуализации, такие как электроэнцефалография, магнитно-резонансная томография или магнитоэнцефалография, позволяют заглянуть внутрь мозга и увидеть, какие зоны активируются во время тех или иных процессов. Однако характер связи между стимуляцией и процессами мозга установить невозможно — случайна ли она или имеет причинно-следственный характер. Применение переменного тока в экспериментах меняет ситуацию: он позволяет модулировать ритмы определенной частоты и отслеживать их роль в нейрональных процессах.
Исследователи Центра языка и мозга НИУ ВШЭ одними из первых протестировали, может ли слабая электрическая стимуляция мозга в тета-частоте помочь человеку эффективнее запоминать новые слова. Они пригласили к участию 30 здоровых добровольцев и предложили им выучить 80 вымышленных слов, сопоставленных с русскими существительными. Во время обучения участников применяли стимуляцию мозга слабым током в диапазоне тета-ритма (3,5–7,5 Гц) над левыми фронтально-височными областями мозга, которые связаны с речью и памятью. Частота тета также была выбрана неслучайно. Предыдущие исследования показали, что именно тета-ритмы способствуют переводу информации из краткосрочной памяти в долгосрочную.
После обучения со стимуляцией авторы эксперимента проверяли, как участники запомнили слова. Был также отдельный этап с обучением и тестированием без стимуляции, чтобы сравнить результаты участников.
Ученые не выявили каких-либо улучшений в процессе запоминания новых слов со стимуляцией по сравнению с плацебо. Исследователи отмечают, что изучение новых слов активирует сложные нейронные сети, включающие как кору мозга, так и гиппокамп, который сложно стимулировать с поверхности головы.
«Хотя в нашем исследовании не было найдено прямого эффекта стимуляции переменным током на запоминание, мы сделали важный шаг к созданию новых методов поддержки языкового обучения. Мы продолжим исследования в этом направлении, но последующие эксперименты будут нацелены на другие области мозга и типы стимуляции», — отмечает ведущий автор работы, младший научный сотрудник Центра языка и мозга НИУ ВШЭ Анна Комиссаренко.
В будущем команда планирует протестировать другую частоту и фазу электрической стимуляции, изменить местоположение электродов, расширить эксперименты на различные когнитивные функции. Это поможет точнее понять, как электрическая активность мозга влияет на обучение и память, что, в свою очередь, позволит разработать методы ускоренного обучения языкам, создать программы реабилитации после инсультов и травм, оптимизировать нейростимуляцию для улучшения памяти.
