Стимуляция переменным током ускорила рабочую память — Naked Science
6 минут
Редакция

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.
Позавчера, 09:34
3 минуты
Сергей Васильев

Новый метод позволил сделать немагнитный пирит ферромагнетиком, подходящим для использования в электронике и солнечных батареях.

2 августа
2 минуты
Илья Ведмеденко

Сегодня, в 21:42 (мск), должно состояться приводнение космического корабля Crew Dragon в акватории Атлантического океана. Трансляцию вы сможете посмотреть на нашем сайте.

7 часов назад
5 минут
Мария Кривоченко

Попав в пасть лягушки, жуки обычно погибают. Хотя земноводные не могут перемолоть их зубами, как это делают млекопитающие, желудочный сок разъедает большинство насекомых. Однако водолюбы смогли выжить и выбраться наружу через кишечник без повреждений.

Позавчера, 09:31
5 минут
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

2 августа
2 минуты
Илья Ведмеденко

Сегодня, в 20:00 (мск), должен состояться 150-метровый «прыжок» демонстратора технологий космического корабля Starship. Трансляцию вы сможете посмотреть на нашем сайте.

2 августа
35 минут
Александр Березин

На планете разворачивается новая лунная гонка. Российская космическая отрасль пытается обозначить участие в ней, патентуя многопусковой полет к спутнику Земли. Очевидно, что это лишь суррогат сверхтяжелых ракет, которых мы пока не строим. США, напротив, активно разрабатывают сразу два сверхтяжа – но и там не все гладко. Их лунная программа может испытать сильнейший удар в ближайший год. Скептики считают, что усилия всех участников гонки бесполезны. Мол, пилотируемые полеты к другим небесным телам не нужны, ибо дороги. Автоматы смогут все сделать намного дешевле. На деле лунная программа, как мы покажем ниже, не дороже полетов к МКС. Да и автоматы не дадут нам ничего подобного результатам пилотируемой лунной экспедиции. Попробуем разобраться почему.

6 июля
5 минут
Мария Азарова

Ученые, работающие с крупнейшим в мире радиотелескопом, сообщили об обнаружении эмиссии нейтрального водорода, исходящей от объектов за пределами нашей Галактики.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: