Стимуляция переменным током ускорила рабочую память — Naked Science
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.
Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

9 часов назад
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

7 часов назад
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: