Нові дослідження показують, що стимуляція мозку може допомогти досягти мети підвищити розумову функцію.
У лабораторії Рейнхарта Бостонського університету ми з колегами досліджували вплив нової технології стимуляції мозку – транскраніальної стимуляції змінним струмом (tACS) – на різні психічні функції пацієнтів і здорових людей.
Під час цієї процедури люди надягають еластичну шапочку з електродами, які подають на шкіру голови слабкі електричні струми, що коливаються на певних частотах. Застосовуючи ці контрольовані струми до певних ділянок мозку, можна змінювати активність мозку, спонукаючи нейрони до ритмічної роботи .
Чому ритмічна активація нейронів може бути корисною? Дослідження показують, що клітини мозку ефективно спілкуються , коли вони координують ритм своєї роботи. Важливо те, що ці ритмічні патерни мозкової діяльності демонструють помітні аномалії під час нервово-психічних захворювань.
Метою tACS є зовнішня індукція ритмічної активності мозку, яка сприяє здоровій психічній функції, особливо коли мозок не може виробляти ці ритми самостійно.
Однак tACS є відносно новою технологією, і як вона працює, досі незрозуміло. Чи може це посилити або відновити ритми мозку, щоб змінити розумову функцію, було темою значних дебатів у сфері стимуляції мозку. У той час як деякі дослідження знаходять докази змін у мозковій діяльності та розумових функціях при tACS, інші припускають, що струми, які зазвичай використовуються для людей, можуть бути занадто слабкими , щоб мати прямий ефект.
Зіштовхнувшись із суперечливими даними в науковій літературі, може бути корисно провести тип дослідження, який називається метааналізом , який кількісно визначає, наскільки послідовними є докази в кількох дослідженнях.
Попередній мета-аналіз, проведений у 2016 році, виявив багатообіцяючі докази використання tACS для зміни психічних функцій. Проте з того часу кількість досліджень зросла більш ніж удвічі. Дизайн технологій tACS також стає все більш витонченим .
Ми вирішили провести новий мета-аналіз досліджень із застосуванням tACS для зміни психічних функцій. Наскільки нам відомо, ця робота є найбільшим і найповнішим метааналізом на цю тему, що складається з понад 100 опублікованих досліджень із загалом понад 2800 людей.
Після збору понад 300 вимірювань психічних функцій у всіх дослідженнях ми спостерігали постійне та негайне покращення розумових функцій за допомогою tACS.
Коли ми досліджували конкретні когнітивні функції, такі як пам’ять і увага, ми помітили, що tACS найбільше покращує виконавчу функцію або здатність адаптуватися перед новою, несподіваною або суперечливою інформацією.
Ми також спостерігали покращення здатності звертати увагу та запам’ятовувати інформацію як на короткий, так і на тривалий період часу. Разом ці результати свідчать про те, що tACS може особливо покращити певні види психічних функцій, принаймні в короткостроковій перспективі.
Щоб перевірити ефективність tACS для тих, хто особливо вразливий до змін психічних функцій, ми вивчили дані досліджень, які включали людей похилого віку та людей з нервово-психічними захворюваннями. В обох популяціях ми спостерігали надійні докази покращення когнітивних функцій за допомогою tACS.
Цікаво, що ми також виявили, що спеціалізований тип tACS, який може націлюватись на дві області мозку одночасно та маніпулювати тим, як вони спілкуються один з одним, може як покращити, так і зменшити когнітивні функції . Цей двонаправлений вплив на психічні функції може бути особливо корисним у клініці.
Наприклад, деякі психіатричні захворювання, такі як депресія , можуть включати знижену здатність обробляти винагороди, тоді як інші, як біполярний розлад, можуть включати дуже активну систему обробки винагород .
Якщо tACS може змінити розумову функцію в будь-якому напрямку, дослідники зможуть розробити гнучкі та цілеспрямовані проєкти, які задовольнятимуть конкретні клінічні потреби.
Розробки в галузі tACS наближають дослідників до можливості безпечного покращення розумових функцій неінвазивним способом, який не потребує ліків.
Поточні статистичні дані в літературі свідчать про те, що tACS є багатообіцяючим, і вдосконалення його дизайну може допомогти йому викликати сильніші, довготривалі зміни в психічних функціях.