Электростимуляция мозга улучшает умственные способности, креативность и память здоровых людей

Технология tDCS – транскраниальная стимуляция постоянным током – изучается уже более 20 лет и успешно применяется в клинике для восстановления после инсульта, лечения депрессии и хронической боли. Однако исследования последних 6-7 лет показывают, что она может быть полезна и для здоровых людей. Статья Дугласа Фокса, опубликованная в 2011 году в ведущем научном журнале «Nature», впервые рассказала широкой публике о том, что tDCS может улучшать обучаемость, память и снижать склонность здоровых людей к риску. С тех пор количество исследований tDCS неуклонно растет, открывая все новые области применения этой технологии.

image

Креативность и решение нетривиальных задач

Например, несколько месяцев назад ученые из Джорджтаунского университета Вашингтона опубликовали исследование, показывающее, что tDCS улучшает креативность мышления. Участники эксперимента – здоровые молодые люди со сходным образованием и уровнем интеллекта – должны были находить ассоциативные связи между разными наборами слов. И те из них, кто подвергался электростимуляции, находили гораздо более нетривиальные аналогии.

Способность tDCS увеличивать креативность изучается уже более 5 лет. В 2012 году группа австралийских ученых из Университета Сиднея обнаружила, что tDCS помогает решать сложные, ранее неразрешимые задачи. Использовался тест, с которым большая часть людей не в состоянии справиться: соединить 4-мя линиями 9 точек, не отрывая руки. Ни один из участников не сумел решить задание до стимуляции, однако tDCS привела к тому, что 40% (!) испытуемых сумели найти правильный ответ.

image

Ведутся исследования и о влиянии tDCS на способность решать математические задачи. В 2010 году исследователи из Института Когнитивных Нейронаук Лондона провели эксперимент, в котором здоровые добровольцы выполняли математические операции с выдуманными символами, обозначавшими цифры от 1 до 9. Выяснилось, что tDCS способствовала более быстрому запоминанию новых символов и приводила к лучшим результатам в решении задач, причем эффект от стимуляции сохранялся на протяжении полугода.

Как действует tDCS?

Механизм, лежащий в основе действия tDCS довольно прост. К голове прикладываются электроды, через которые проходит слабый ток постоянной силы (1-2 миллиампера), воздействующий на определенные участки мозга. Сила тока оказывается слишком мала, чтобы активировать нейроны. Однако все же она существенно меняет их физиологическое состояние, делая их более или, наоборот, менее склонными к активации, в зависимости от типа воздействия.

image

Способность нейронов активироваться зависит от разности потенциалов на их мембране; именно ее и изменяет tDCS. В случае положительного заряда на электроде («аноде») –разность потенциалов снижается, что увеличивает вероятность возбуждения нейрона в случае поступления внешнего сигнала. В случае отрицательного заряда электрода («катода») возбудимость нейронов, наоборот, падает.

Для того чтобы получить желаемый эффект (например, увеличить способности к математике или скорость реакции), необходимо правильно выбрать зоны мозга, и разместить на них электроды с соответствующим зарядом. Варианты применения tDCS очень разнообразны, и, по сути, ограничиваются только знанием функций различных областей мозга.

Обучение и память

В 2010 году исследовательская группа из Нью-Мексико провела громкое исследование, где показала, что tDCS ускоряет обучение «DARWARS Ambush!» – видеоигре, разработанной специально для подготовки американских солдат. Люди обследуют виртуальные пейзажи на наличие препятствий – тени, отбрасываемой снайпером или самодельного взрывного устройства, и должны как можно быстрее на них реагировать. Оказалось, что добровольцы, на которых во время тренировок воздействовали tDCS, демонстрировали более высокие результаты. tDCS упоминается и в другом исследовании Военных сил США. В 2011 году появилось сообщение о том, что электростимуляция успешно улучшает обучаемость американских пилотов, проходящих тренировки на видео-симуляторах.

image

Более 10 исследований показывают, что tDCS увеличивает эффективность освоения иностранных языков. Для «чистоты» эксперимента добровольцы изучали выдуманные языки. Оказалось, что после проведения tDCS они лучше запоминали новые слова, а также их речь становилась более беглой.

Пристрастия

Другой интересной возможностью электростимуляции является снижение зависимостей, например, от вкусной еды. В исследовании немецких ученых под руководством Керстин Олтманс группе здоровых волонтеров ежедневно в течение недели проводили сеансы tDCS и смотрели, как от этого изменится количество потребляемых ими калорий. Для этого их ввели в заблуждение по поводу сути эксперимента – испытуемые думали, что изучается влияние tDCS на настроение. А до и после проведения испытания для них был накрыт стол, якобы, чтобы отблагодарить за участие. Однако за количеством потребляемых калорий строго следили, и оказалось, что после недели стимуляции оно снизилось на целых 14%. По мнению исследователей, произошло это не столько из-за снижения аппетита, сколько из-за развития силы воли и принятия более рациональных решений. Поэтому неудивительно, что tDCS помогает и от других зависимостей – от никотина, алкоголя, марихуаны и даже кокаина.

Депрессия

tDCS успешно применяется и для лечения депрессии. Причем, электростимуляция эффективна даже в случае тяжелых форм – острой и резистентной. Механизм, посредством которого tDCS борется с депрессией, по-видимому, имеет много общего с действием антидепрессантов. В результате tDCS стимулируется выработка «гормонов счастья» — эндорфина и серотонина. Однако, в отличие от антидепрессантов, tDCS не сопровождается такими побочными эффектами, как тошнота и бессонница.

Эмпатия, риск и безопасное вождение

Описать все эффекты tDCS в рамах этой статьи невозможно – настолько они многочисленны и разнообразны. Поэтому поговорим напоследок о самых неожиданных. Например, электростимуляция улучшает социальные навыки людей – усиливает эмпатию и способность поставить себя на место окружающих. В одном из исследований здоровые добровольцы играли в игру, где должны были переместить вещь, о которой их просил виртуальный персонаж с экрана. Однако он видел комнату с другого ракурса, чем человек перед экраном (например, наблюдал лишь часть шкафа), и это надо было учитывать при выполнении задания. К примеру, когда он просил переставить самую большую свечку, игрок должен был выбрать наиболее крупную свечу из тех, что мог видеть персонаж. Оказалось, что после tDCS правильность выполнения задания возрастала на 33%.

В другой работе tDCS делала испытуемых менее мстительными. Добровольцы принимали участие в известной игре «Ультиматум». Суть её заключается в том, что один из участников должен разделить 10$ между собой и вторым участником, а второй участник, получив деньги, должен решить, возьмет он их или нет. В случае его отказа никто не получает никаких денег, а если он соглашается, то получает предложенную долю. Известно, что очень много людей отказываются от денег, если считают, что их слишком мало, поскольку видят в этом несправедливость и хотят наказать первого участника. Однако после tDCS люди гораздо чаще соглашались с меньшей суммой.

Проведены исследования, в которых tDCS уменьшает склонность людей к риску и способствует более безопасному стилю вождения, увеличивает осознавание текущего момента и способствуют большему погружению в миры виртуальной реальности. Есть и вовсе экзотические работы о том, что tDCS снижает звон в ушах, очищает сознание от ложных воспоминаний и расширяет спектр частот воспринимаемого звука.

Электростимуляция мозга: есть ли опасность?

В процессе электростимуляции на мозг воздействуют током очень слабой силы – всего 1-2 миллиампера. Это примерно столько же, сколько светлячок тратит для того, чтобы светиться. Да и в принципе, процедура вполне безопасна. Серьезных побочных эффектов при ней не наблюдается (а по теме опубликовано уже больше 12500 научных статей) – иногда только зуд в коже в зоне прикрепления электродов, покалывание, жжение и ощущение дискомфорта, в редких случаях – головная боль. Есть, однако, риск, что улучшение одних функций мозга приведет к ухудшению других. Например, в одном из исследований Кохена Кадоша стимуляция мозга помогала испытуемым запоминать систему символов, имеющих числовые соответствия (например, курица=1, яйцо=5), но им было сложнее использовать полученные знания в другом задании, по сравнению с испытуемыми, которые запоминали все без стимуляции.

Кроме того, необходимо иметь в виду, что эффект tDCS сильно зависит от стимулируемого участка мозга и задачи, которую мозг должен выполнять. В случае неправильно выбранной зоны мозга и типа воздействия (полярности электродов) – эффект вполне может стать негативным.

Стартапы

После всплеска числа исследований о tDCS, в Америке начали появляться стартапы, создающие электростимуляторы для здоровых людей. Первым из них стал «foc.us», исходно предлагавший приборы геймерам, но затем включивший в целевую аудиторию и людей, занимающихся спортом. Затем появились стартапы «Apex» и «PriorMind». Есть сообщения, что ещё один американский стартап «Thync» привлек на разработку своего прибора 13 миллионов долларов. Такие стартапы есть и в России, например, «Brainstorm».
Поделиться публикацией
Ой, у вас баннер убежал!

Ну. И что?
Реклама
Комментарии 62
  • +2
    К чему все эти заморочки с выбором, что активировать? а что гасить — всю голову завернуть в фольгу и подать + а на шею второй катод и будет активация всех зон.
    Решено делаю шлем XD
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
      • +1
        я вас умоляю, 2 мА для вызова эпилепсии это всё равно, что пытаться вызвать термоядерный взрыв прыгая на грелке с водой.
        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
          • +1
            Так вот почему она была у Цезаря.
            • 0
              Тогда носить свитер вообще опасно
            • +1
              Ну хоть бы написали «на грелке с тяжёлой водой» — хоть какой-то был бы смысл прыгать… :)
            • –1
              > Если активировать все зоны, получишь эпилепсию.

              image
            • +2
              «Газонокосильщик»?
            • 0
              Лет через 20 статья «Частичная замена нейронов улучшает умственные способности...»
              А потом «Первый человек, который поменял в своем мозгу все нейроны»

              Весело вообщем))))
              • 0
                Зачем заменять, если можно дополнять? Со временем естественные отомрут сами собой.
              • 0
                Что-но напомнило Ларри Нивена:
                >Луис Ву находился под электродом, когда два человека вторглись в его жилище.
                >Он сидел в позе лотоса на ярко-желтом травяном ковре со счастливой и мечтательной улыбкой на лице. Жилище его было невелико и состояло из одной большой комнаты, так что Луис мог видеть обе двери, однако, погрузившись в наслаждение, знакомое только электродникам, он не заметил появления пришельцев. Просто внезапно они оказались здесь: два бледных юноши, каждый
                ростом более семи футов, разглядывающие Луиса с презрительными улыбками. Один из них фыркнул и сунул в карман что-то похожее на оружие. Когда оба они двинулись вперед, Луис встал.
                >Их обманула не только счастливая улыбка, блуждавшая по его лицу, но и дроуд размером с кулак, торчавший подобно черной пластиковой язве из макушки Луиса.

                Впрочем тут до этого далеко.
                • +1
                  Почему-то всё это ассоциируется с электрофорезом…
                  И кстати, поставляются-ли с приборами методички по «заточке» мозга. Типа вариант а) гений математики, вариант б) художник нон-конфотмист…
                  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                  • 0
                    Пока читал заголовок, «виртуальный диктор» в моей голове читал параллельно со мной с отставанием в доли секунд, но заменив первое слово на ЛСД (*я против наркотиков*).
                    По прежнему лучшим решением «прокачать» мозги в «натуралку» остаются нудные тренировки
                    p.s. прошу прошения у сообщества с грубо подобранные слова
                    • +1
                      Хм… Ток весьма небольшой. Т.е. наверное можно сделать такой шлем, чтобы он работал на лимонах…
                      • +1
                        Ну обалдеть, я дожил до фукамизации.

                        Если серьёзно. Есть законы природы. Если что-то работает лучше – оно должно изнашиваться быстрее, грубо говоря. Живут люди и так не долго. Что будет с мозгом после 20 лет «более лучшей» работы – представить страшновато. Нужна статистика, исследования. По результатам уже можно будет утверждать, «лучше» работает мозг или «вразнос».
                        • +2
                          А фиг его знает. Может наоборот, доп. питание снижает собственные накладные расходы, позволяя повысить эффективность. Мозг же у нас и так до 20% энергии тела потребляет, работает на электрохимии, а вот нормального источника тока в теле не предусмотрено. :)
                          • +2
                            Нормальный источник тока в теле предусмотрен. И составляет около 10% массы человека.

                            В каждой клетке в среднем 100 штук источников (исключая кожу и ещё несколько тканей). Это митохондрии. Их в человеке около 1 миллиона миллиардов (если книга не врёт).

                            Так что дело не в отсутствии источника тока (который, к стати тоже тренируется).
                            • 0
                              Хм… всегда считал митохондрии источником АТФ — вещества имеющего максимальную удельную энергоёмкость, используемого для итогового получения энергии… Электричеством они вроде не балуются…
                              • 0
                                балуются ещё как =) на мембранах создаётся разность потенциалов, а протоны перетекая по каналам в мембране дают энергию для синтеза АТФ.
                                самый что ни на есть электрический ток
                                Заголовок спойлера


                          • 0
                            Так…
                          • 0
                            «Однако за количеством потребляемых калорий строго следили, и оказалось, что после недели стимуляции оно снизилось на целых 14%. „
                            Людям просто приелось, а они долгоиграющие выводы про силу воли…
                            • +3
                              Это явление можно прекрасно симулировать на искусственных нейронных сетях: достаточно в определённый момент добавить небольшое смещение к функции активации. Да, это может привести к выходу из локального минимума ошибки и помочь найти лучшее решение, но это также может разрушать некоторые взаимосвязи в сложных сетях, которые могут быть критичными для дальнейшей деятельности. Грубо говоря, таким образом мы можем задействовать чуть большую часть сети для решения конкретной задачи, но не без последствий для всего множества задач. Отсюда и борьба с депрессией, и изменение пристрастий. Подвергать себя такой очистке вижу смысл только в случае, если мозг забит лишь ненужной ерундой, которую следует заменить чем-то полезным.
                              • 0
                                Думаю, вы правы. Ведь подобные исследования велись с 50-х годов и изначально направлены они были на создание идеального солдата (как видно и по статье). Вначале думали найти идеальный наркотик. Потом — hemi-sync. Но всё без толку. Получается нечто, лечащее конкретную проблему. Но не улучшающее здорового человека без последствий.
                              • +1
                                Такие вещи нужно делать только под наблюдением врача, а сейчас начинают приборы с tDCS продавать всякие комерсы.
                                • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                  • –1
                                    На добровольцах сейчас много чего опробуют. В том числе БАДы. С одной стороны, БАДы — составляющая обычного питания, а с другой рафинированный продукт. А рафинированные продукты часто влекут негативные последствия.

                                    Аналогично с tDCS. С одной стороны, случайные статические и индукционные токи и так блуждают (свитер снимаете, наводки от электросети / компьютера / мобильного телефона), а с другой стороны длительное целенаправленное воздействие.
                                • +2
                                  Еще Остап Бендер говорил: «Киса, вам нужно лечиться электричеством!»
                                  • +2
                                    Отец, когда мне было лет 9, в 90-ые купил какой-то прибор по стимуляции мозга. Сетка с электродами, чтобы надеть на голову и контроллер где можно было менять силу тока и промежутки «ударов», и много видимо ещё чего. Учился я плохо, отец и решил на мне проверить. Поставил для начала маленький ток и видимо не впечатлившись результатом, крутанул ручку в крайнее положение. Потерял я значит сознание, очнулся достаточно быстро… И начал учиться лучше, но думаю эффект был достигнут нежеланием никогда в жизни не надевать это на себя.
                                    • 0
                                      Я бы попробовал, если «не дорого».
                                      Кстати, где-то читал, что вышеописанный эксперимент над солдатами ничем толковым не закончился на самом деле. Результат в рамках погрешности.
                                      • 0
                                        Можно собрать самому — совсем не дорого и не сложно. У меня был медицинский интерес к методу и он оправдался на 100%.
                                    • 0
                                      Что ударить током, что облить холодной водой. Скорее всего тот же эффект наблюдаем.
                                      Обливание холодной водой продавать нельзя, так что покупать будем устройства что бьют током.
                                      • +1
                                        «соединить 4-мя линиями 9 точек, не отрывая руки. Ни один из участников не сумел решить задание до стимуляции, однако tDCS привела к тому, что 40% (!) испытуемых сумели найти правильный ответ.»

                                        А как решили проблему с тем, что участники уже были знакомы с условием задачи, и могли просто узнать ответ, или подумать о нем на досуге, между первым и вторым подходом?
                                        • 0
                                          В эксперименте была контрольная группа, у которой после предоставления задачи имитировали tDCS, но никто из них ничего не решил ни с первой, ни со второй попытки.
                                          • 0
                                            Удивительно, как можно подобрать людей, чтобы НИКТО из них не решил задачу. Какая-то странная выборка.
                                            • +1
                                              Дело в том, что это люди, которые согласились на проведение экспериментов над собой. Вот что это за выборка))
                                          • 0
                                            Я именно эту задачу решал в 8 лет и без стимуляции. Она же безумно простая. Что же там за испытуемые такие??? Может, специально подобрали с низким IQ? В другую группу нормальных. Зато — «контрольная группа» и прочее.
                                            • 0
                                              Я бы не решил, поскольку чисто инстинктивно пытался бы найти решение, в котором начало и конец линии находятся в точке, а не неизвестно где.
                                              • 0
                                                Так они и так находятся в точке.
                                                • 0
                                                  Я имел в виду размеченные точки.
                                                • 0
                                                  Я уже знал тогда, что в таких задачах есть хитрость. Если знаешь, что она есть, решать легко. Это к слову о степени адекватности всех этих проверок интеллекта.
                                            • +2
                                              Напишу свой опыт, вдруг кому интересно или полезно будет.

                                              Само устройство собирается за пару часов (полтора из них — поход в магазин за радиодеталями и парой 9 вольтовых батареек). Электроды делаются из целлюлозной губки для мытья посуды и ситечка из нержавейки. Я для красоты еще корпус для электродов на 3D принтере распечатал — удобнее, чем резинками стягивать.

                                              Наткнулся на tDCS почти случайно. Несколько лет страдал мигренью невыясненного генеза (ни МРТ, ни врачи ничего толком сказать не могли), со временем становилось только хуже, анальгетики переставали помогать вообще. Просматривал научные работы на тему эффективности различной физиотерапии, вначале наткнулся на эффективность транскраниальной электромагнитной ситмуляции, но дома собрать такую штуку весьма тяжело, потом нашел работы об эффективности транскраниальной стимуляцией постоянным током. Через неделю каждодневных сессий длительностью до 40 минут наступила стойка ремиссия которая длится уже больше двух лет. Раз в полгода для профилактики повторяю.

                                              Пробовал использовать и при подготовке к экзаменам. Но т.к. это было не основной целью, то слепые плацебо контролируемые тесты не проводил. Мне показалось, что запоминалось быстрее и воспроизводил потом запомненное легко, но тут вполне вероятен эффект плацебо.
                                              • +2
                                                Это прямо требует статьи с фотографиями!
                                                • 0
                                                  Присоединяюсь, я бы попробовал.
                                                • +1
                                                  Если не сложно, прошу предоставить больше подробностей или хотя бы схему устройства. Захотелось поэкспериментировать
                                                  • 0
                                                    Если мигрень не ясного генеза, это скорее всего психосоматика, а tDCS тут не просто плацебо, это крутейшее самовнушение в лучших традициях…
                                                    … под месяцем ночью травку собери, в полнолуние сделай отвар, воды из колодца бери, да так что бы тебе никто при этом не видел, пить каждую полночь, выйдя на улицу и поклонившись на четыре стороны света… (отлично помогает от любой психосоматики, проверенно веками)
                                                    Ну а учитывая, научно-технологический характер действа, можно уподобить его религиозному обряду, а-ля соборование :-)

                                                    Я не говорю что tDCS не работает, оно работает только по другому, и вообще в советском союзе это называлось микрополяризацией, было клинически протестированно и рекомендовано минздравом, только действие там иного рода…
                                                    … но эффект плацебо + ядрёное самовнушение, нельзя списывать со счетов, тем более что психосоматику они обычно рвут как Тузик грелку.
                                                    • 0
                                                      Если кому интересно подробнее, я про это уже писал тк тема редкостный баян и дебилизм, ведь «ускоряя» одни отделы мозга, горе стартаперы тормозят другие :-) так получается…
                                                  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                    • 0
                                                      Всё верно. Это рассекреченные (потому что не работают) методы из программы подготовки идеального солдата. Он должен быть как зомби, но одновременно умным. Идеальным инструментом. Туда же наркотики, hemi-sync, гипноз.
                                                    • 0
                                                      Кажется это всё не работает. Максимум чего добьётесь — прилива крови к коже головы.
                                                      • 0
                                                        Запрогать устройство которое будет программировать твой мозг чтобы лучше программировать

                                                        Profit!
                                                        • 0
                                                          Еще в застенках всяких спецслужб давно поняли что воздействие электрического тока улучшает память у подозреваемого...=)
                                                          • 0
                                                            В санатории одном когда лежал делали такую штуку. Называлась она «электросон». Сеанс 30 минут, электроды ставили на виски. пол дня после неё сонный ходил, иногда бывало что голова болела. Насчет пользы для умственных способностей объективно ничего не скажу, субъективно — как-то получше голова варила.
                                                            • 0
                                                              Один из фактов навскидку: «tDCS успешно применяется и для лечения депрессии. Причем, электростимуляция эффективна даже в случае тяжелых форм – острой и резистентной.» Текст из обзора, на который ссылается автор статьи: «and low efficacy in treatment-resistant depression».

                                                              Отдельные исследования, где выборка исчисляется десятками человек вообще ничего не доказывают. Плюс ко всему у многих «научненьких» исследований может быть плохой дизайн.Чтобы о чем-то можно было говорить, корректнее ссылаться на рандомизированные контролируемые исследования и мета-анализы.
                                                              • 0
                                                                Моя мама решила задачу с точками за 5 минут.
                                                                • 0
                                                                  Какие-то исследования без проверки на плацебо-эффект.
                                                                  Про решение задачки вообще порадовало — т.е. они попробовали решить задачку, не смогли. Потом подумали над ней во время стимуляции, и через часик, хоп — смогли! Удивительно сильный эффект терапии!
                                                                  • 0
                                                                    Неплохая попытка рекламы стартапа — даже текст с сайта не тупо копировали, а пересказывали.
                                                                    • 0
                                                                      Племянника записали к врачу на подобную процедуру.
                                                                      Называют это по русски «транскраниальной микрополяризацией». Узнал об этом неделю назад. Вообще звучит сомнительно. Из того, что успел выяснить, у нас этим занимается институт ит. Бехтерева. Токи вроде на один, два порядка меньше чем указанные в статье 1-2мА.
                                                                      Нашелся бы кто в медицине разбирается, что бы прокомментировать это все.
                                                                      • 0
                                                                        Институт им. Бехтерева или институт им. Бехтеревой? По вашим словам пока больше на второе похоже.
                                                                      • 0
                                                                        Это было двойное слепое исследование с плацебо-контролем?

                                                                        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                        Самое читаемое
                                                                        Интересные публикации