16.03.2017
Редакция Naked Science

Стимуляция переменным током ускорила рабочую память

Британские ученые показали, что транскраниальная электростимуляция тета-активности мозга может улучшать рабочую память человека. Результаты исследования представлены в журнале eLife.

untitled-2
©Wikipedia

Известно, что ключевым свойством нейрона является возбудимость — способность генерировать электрический потенциал в ответ на стимуляцию. Объединение и синхронизация такой активности формирует ритмы мозга, в частности альфа-, бета- и тета-ритмы, соответствующие определенным состояниям сознания. По одной из гипотез, этими ритмами частично опосредуются межнейронные взаимодействия, связанные с решением различных задач. Как следствие, многие когнитивные процессы зависят от слаженной работы этих ансамблей.

 

Регистрация нейронной активности и ритмов мозга проводится с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ). Однако наряду с фиксацией сигналов существует возможность обратного процесса, задача которого — повлиять на происходящее в мозге. Прошлые работы показали, что с этой целью может применяться транскраниальная электростимуляция (ТЭС): так, ранее стало известно, что метод позволяет улучшить кратковременную память пациентов с шизофренией. При этом до сих пор в ТЭС зачастую использовался постоянный ток.

 

Дизайн первого эксперимента и время реакции при выполнении разных задач и синхронной (0°) и асинхронной (180°) электростимуляции / ©Ines R Violante et al., eLife, 2017

 

Чтобы выяснить, как влияет на мозг и когнитивные способности стимуляция переменным током (tASC), ученые из Имперского колледжа Лондона провели два эксперимента с рабочей памятью. В ходе работы 41 испытуемый выполнял одну из двух методик: задачу «выбор-реакция» или задачу «n-назад». По условиям первой, добровольцы должны были максимально быстро нажимать кнопки, соответствующие направлению стрелок, указывающих вправо или влево. Задача «n-назад» заключалась в том, что участнику предъявлялась последовательность стимулов и он должен был подавать сигнал каждый раз, когда текущий стимул совпадает с показанным n-шагов (один или два шага) назад.

 

Во время тестов авторы разместили электроды над участками мозга, которые ассоциируются с рабочей памятью: нижней теменной долей и средней лобной извилиной правого полушария. С помощью tASC они стимулировали эти области в унисон с тета-ритмом — он также связывается с активацией рабочей памяти. Анализ показал, что такая электростимуляция значительно повышает скорость выполнения задачи «n-назад», вплоть до того, что самостоятельно нивелирует показатель между простой «1-назад» и более сложной «2-назад».

 

Дизайн второго эксперимента / ©©Ines R Violante et al., eLife, 2017

 

На втором этапе исследователи изучили активность мозга испытуемых методом функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) во время выполнения заданий при электростимуляции в унисон или диссонанс тета-ритму. Синхронизирующая стимуляция усилила функциональную связь между нижней теменной долей и средней лобной извилиной, что, по мнению ученых, может объяснить повышение эффективности при прохождении тестов.

 

В последние годы различные варианты транскраниальной стимуляции мозга все чаще используются в экспериментах. Так, осенью американские специалисты испытали метод для повышения скорости реакции военных летчиков. Позднее транскраниальная стимуляция магнитным полем помогла обнаружить четыре подтипа клинической депрессии — психического заболевания, которое, как предполагалось, не нуждается в дополнительной типизации.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

Позавчера, 15:57
Илья Ведмеденко

В Сеть выложили новые изображения мощнейшего в истории Китая авианосца, который находится на заключительной стадии строительства. Кроме того, художник детально изобразил авиагруппу, состоящую из перспективных истребителей пятого поколения.

Сегодня, 12:28
Ольга Иванова

Международная группа ученых пришла к выводу, что употребление жирных кислот, содержащихся в орехах, семенах, сое и растительном масле, снижает риск смерти от всех причин, в том числе от сердечно-сосудистых заболеваний.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

12 октября
Елена Синицкая

Управление древностей Израиля обнародовало итоги раскопок огромного винодельческого комплекса. На нем в византийское и раннеисламское время делали виноградное вино, которым снабжали многие страны Средиземноморья.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

22 сентября
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

24 сентября
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: