Мозг в режиме турбо

Хотите стать умнее? Нет ничего проще. Возможно, вскоре достаточно будет одной… нет, не таблетки, а обычной девятивольтовой батарейки.

Дмитрий Мамонтов

17 сентября 2013

36786

Фелипе Фрейни, профессор неврологии Гарвардской медицинской школы «В 2007 году в Центре неинвазивной стимуляции мозга в Бостоне мы использовали транскраниальную электростимуляцию дорсолатеральной префронтальной коры для лечения депрессии. При этом обнаружился еще один любопытный эффект: здоровые люди, к которым была применена ТЭС этой области мозга, были склонны принимать менее рискованные решения. Потенциально метод может быть использован для лечения различных зависимостей (скажем, пристрастия к азартным играм), возникающих при недостатке умения «вовремя останавливаться»».

Изучение воздействия постоянного электрического тока на биологические организмы ведется уже более двух веков — достаточно вспомнить Луиджи Гальвани с его экспериментом по сокращению мышц лягушачьей лапки.
Племянник Гальвани, Джованни Альдини, пошел дальше своего дяди: в начале 1800-х годов он пропускал ток через отсеченные головы казненных преступников, в результате чего мышцы сокращались, так что глаза открывались, а лица корчились в гримасах, будто живые.
Альдини также пробовал лечить постоянным током меланхолические депрессии, но результаты были не слишком многообещающими. Но в историю Альдини со своими опытами все-таки вошел: считается, что именно он стал прототипом Виктора Франкенштейна, главного героя знаменитого одноименного романа Мэри Шелли.
Первые шаги
В 1964 году Джо Редфирн, психиатр из британского госпиталя в Чичестере, обнаружил, что, пропуская слабый (50−250 мкА) электрический ток через электроды, расположенные в определенных точках скальпа (сейчас этот метод называют транскраниальной электростимуляцией, ТЭС), можно добиться различных эффектов.
В зависимости от направления тока добровольцы становились либо общительными и разговорчивыми, либо молчаливыми и замкнутыми. Однако коллеги не смогли воспроизвести его эксперименты, так что вскоре об этих исследованиях забыли. Интерес возродился в 1990-х годах, когда появилась транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) — воздействие на мозг низкочастотным магнитным полем.
В 1993 году нейрофизиолог из Миланского университета Альберто Приори показал, что ТЭС увеличивает эффективность последующей ТМС, но коллеги ему просто не поверили — они сомневались в том, что электрический ток вообще проникает внутрь черепа (Приори удалось убедить научное сообщество в своей правоте только в 1998 году).

Как работает ТЭС

Лишь в начале 2000-х ученые стали понимать, как именно работает ТЭС. Постоянный ток, протекающий через ткани мозга, создает электрическое поле, которое изменяет разность потенциалов на мембранах нейронов.
«Анодная» стимуляция, при которой электроды «оттягивают» электроны на себя, приводит к деполяризации нейронов, что повышает вероятность их возбуждения при поступлении сигнала от других клеток. «Катодная» стимуляция приводит к обратному эффекту, вызывая гиперполяризацию нейронов (увеличение разности потенциалов на мембранах) и снижая их возбудимость.
Причем эффект сохраняется длительное время — в течение часа после воздействия. Фармакологи считают, что при протекании электрического тока возрастает производство особых белков, которые называются НМДА-рецепторами. Это приводит нервную ткань в состояние «пластичности», когда нейроны готовы перестраивать свои соединения в ответ на внешние стимулы.

Быстрее и умнее

Такие, например, как обучение — хоть новым языкам, хоть новой моторике. В 2011 году Винсент Кларк, невролог из Университета Нью-Мексико, продемонстрировал простое устройство, состоящее из девятивольтовой батарейки, резистора и набора электродов для крепления на скальпе. Ток в 2 мА позволил испытуемым набрать в тренировочной видеоигре DARWARS Ambush!, которую военное ведомство США использовало в качестве тренажера для солдат, отправляющихся в Ирак, вдвое больше очков, чем у их коллег из контрольной группы (с током в 0,1 мА). Игроки обучались быстрее, хотя и не понимали причин этого.
Многие другие исследования показывают, что ТЭС улучшает рабочую память, ассоциативное мышление и позволяет быстрее решать творческие задачи. Аллан Снайдер, директор Центра сознания в Сиднейском университете, считает, что вскоре в продаже вполне может появиться «электродопинг для мозга», и предсказывает этому методу широкую популярность при решении сложных задач.
Правда, с учетом того, что устройство для ТЭС вполне может собрать практически любой человек, обладающий весьма умеренными познаниями в электротехнике, многие ученые призывают с осторожностью отнестись к применению этих методов в домашних условиях.
Тем более что многочисленные энтузиасты, экспериментировавшие на себе, делятся в интернете симптомами побочных действий: это вспышки в глазах, головные боли, раздражение и даже ожоги в местах контакта с электродами. Не стоит забывать также и об этическом аспекте применения подобных методов, ведь выявить применение ТЭС, скажем, перед экзаменами едва ли возможно.