Synkronisering af rytmer i to områder af den menneskelige hjernes frontlober kan være et effektivt middel til at forbedre evner og behandle neurologiske sygdomme.
Neurofysiolog Robert Reinhart fra University of Oregon (USA) har udviklet en metode til at påvirke hjernen for at forbedre evnen til at lære, selvkontrol, opmærksomhed, sporing og korrigering af fejl. Men med sin hjælp er det muligt at opnå den modsatte effekt - at "sløve" patienterne et stykke tid og derefter bringe dem tilbage til deres normale tilstand. De eksperimentelle resultater er beskrevet i en artikel offentliggjort i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences.
I sine eksperimenter brugte Robert Reinhart metoden til mikropolarisering eller transkraniel likestrømsstimulering af hjernen (High-Definition transcranial Direct Current Stimulation). Patienter (der var 30 af dem i alt) blev sat på en gummihætte med et stort antal små elektroder, der dækkede hele overfladen af hovedbunden med et tæt "net". Med deres hjælp var det både muligt at stimulere forskellige områder af hjernen med en lille konstant elektrisk strøm og på samme tid at tage et elektroencefalogram (EEG) - at registrere nervecellernes spontane elektriske aktivitet.
3D-model af et menneskehoved med elektroder til transkraniel hjernestimulering. Foto: Soterix Medical
Frekvens er en vigtig egenskab ved EEG. På basis heraf skelnes de såkaldte hjernerytmer: alfa, beta, gamma, delta og theta. Hver af dem er forbundet med en bestemt tilstand og kan observeres i visse situationer i forskellige dele af hjernen. Så hvis du fastgør elektroderne på bagsiden af en persons hoved med åbne øjne, registrerer de beta-rytmen (frekvens 14-40 Hz), som er karakteristisk for neuroners aktive arbejde, da visuel information behandles i occipital cortex. Men hvis du lukker øjnene, ændres rytmen samme sted til alfa (8-13 Hz), hvilket indikerer en hviletilstand.
Reinhart var interesseret i en anden rytme - theta (4-8 Hz). Desuden i to specifikke områder af hjernen: den mediale frontale cortex og den laterale præfrontale cortex. Begge er placeret i vores frontale lapper. Den første, som en alarm, aktiveres, når vi laver en fejl, når nogen siger, at vi tog fejl, eller hvis noget overrasker os. Den anden holder visse regler og vores mål, hjælper med at træffe beslutninger.
Ved hjælp af rettet, målrettet stimulering af disse zoner lykkedes det neurofysiologen at opnå præcis synkronisering af deres theta-rytmer. Begge områder arbejdede sammen, sammenkoblet. Det viste sig, at i dette tilfælde udfører forsøgspersonerne meget bedre den opgave, der er tildelt dem. I eksperimenterne blev de forpligtet til at trykke på en knap hvert 1,7 sekund og udelukkende stole på deres indre, subjektive følelse af tid. Med jævne mellemrum gav computersystemet forsøgspersonerne feedback om effektiviteten af deres handlinger: "for hurtigt", "meget langsomt", "nøjagtigt".
Det viste sig, at synkroniseringen af theta-rytmer i de to regioner i hjernen gjorde det muligt for patienterne at lære at trykke på knappen til tiden meget hurtigere. Mens desynkronisering tværtimod gjorde dem "dummere". Det mest interessante var dog et andet resultat: i en af eksperimentserierne forstyrrede Reinhart ved hjælp af elektrisk stimulering den naturlige synkrone interaktion mellem to dele af cortex, hvilket forværrede testresultaterne. Derefter ændrede han straks stimuleringsparametrene, "reddede" forsøgspersonerne og fik hjernen til at arbejde sammen igen. Dette vendte deltagerne meget hurtigt tilbage til deres naturlige evner.
Salgsfremmende video:
Ifølge neurofysiologen kan transkraniel stimulering af specifikke, strengt definerede områder af hjernen med jævnstrøm blive et "magisk værktøj", der ligner tabletterne fra filmen "Mørkeområder". Med dens hjælp vil det være muligt at forbedre deres evner til raske mennesker markant såvel som at hjælpe patienter med opmærksomhedsunderskud, angst, mental retardation eller har mistet nogle af deres kognitive funktioner på grund af slagtilfælde eller traumer.
Metoden ser lovende ud også på baggrund af, at der indtil videre ikke er påvist nogen reel virkning af noget populært nootropisk lægemiddel (såsom piracetam eller phenotropil), selvom farmaceutiske virksomheder aktivt markedsfører dem på markedet.
DANIIL KUZNETSOV
