TechFusion.ruАвторские колонкиКак это устроено: «электрофорез» для мозга

Как это устроено: «электрофорез» для мозга

Электростимуляция мозга
Дарья Шипачева

Дарья Шипачева

Писатель текстов. Medical geek. Тренер по йоге
Дарья Шипачева

В рубрике «Как это устроено» мы рассматриваем всем известные явления, открытия и изобретения с точки зрения науки — и рассказываем о сложных исследованиях простыми словами. Сегодня речь пойдет о процедуре, которая помогает увеличить концентрацию внимания, улучшить память и настроение — транскраниальной электростимуляции, этаком «электрофорезе» для мозга. Что это за процедура? Безопасна ли она? И можно ли «прокачать» мозг в домашних условиях?

Более 50 лет назад ученые обнаружили способ избирательно воздействовать на некоторые зоны мозга при помощи постоянного тока низкой амплитуды. Метод получил название транскраниальной электростимуляции (transcranial direct current stimulation, tDCS).

Работает это так: к голове подсоединяются электроды, и через них подается слабый ток. Он изменяет возбудимость нервных клеток, то есть их способность передавать сигналы. При помощи положительно заряженного электрода (анода) мы можем увеличить возбудимость нейронов. Отрицательно заряженный катод, наоборот, снижает активность нервных клеток. Таким образом, стимулируя одни зоны мозга и подавляя работу других, мы можем корректировать работу мозга.

В теории звучит потрясающе, а как обстоят дела на практике?

Транскраниальная электростимуляция в медицине

Первым делом при помощи tDCS попытались лечить психические и неврологические заболевания. И наибольших успехов ученые достигли в терапии депрессии.

К примеру, в этом исследовании 40 пациентам с клинической депрессией различными способами стимулировали мозг. Одной части испытуемых активировали зону мозга, которая действительно связана с развитием депрессии — левую дорсолатеральную префронтальную кору. Другим людям на мозг воздействовали не там, где надо — в зоне затылочной коры. Наконец, в третьей группе, «плацебо», ученые только делали вид, что проводят стимуляцию.

Электростимуляция

Иллюстрация: Wikimedia

Перед началом эксперимента участники прошли тест на симптомы депрессии. Затем они получали стимуляцию током в 2 мА в течение 20 минут — всего в курс вошло 10 сеансов в течение двух недель. В группе плацебо экспериментаторы включали ток всего на 30 секунд, чтобы создать эффект стимуляции, а затем отключали аппарат для tDCS.

В итоге у группы, которой активизировали «правильную» зону мозга, симптомы депрессии снизились на 40%. У тех, кому стимулировали зону затылочной коры, тоже был небольшой эффект, те же симптомы снизились на 21%. А эффект плацебо уменьшил проявления депрессии всего на 10%.

В дальнейшем европейские ученые провели мета-анализ всех качественных исследований эффекта tDCS в ходе лечения различных заболеваний. Результаты подтвердили, что транскраниальная электростимуляция действительно помогает при депрессии (кроме той формы, которая устойчива к лечению медикаментами). А также при фибромиалгии (хроническом болевом синдроме) и лечении зависимостей.

Если tDCS хорошо работает в терапии различных расстройств, связанных с работой мозга, может ли она помочь здоровым людям улучшить работу мозга?

Как работает tDCS для «прокачки» мозга

Впервые об использовании транскраниальной электростимуляции в немедицинских целях заговорили в армии США. Исследование, проведенное в 2008 году, показало, что стимуляция правого виска током в 2 мА помогла солдатам быстрее обучаться.

Одна группа военных получала реальную tDCS, другая — плацебо-стимуляцию. Все они проходили виртуальный тренинг, в ходе которого учились распознавать угрозы и отличать их от безопасных объектов. После окончания учебы те солдаты, которые были в группе активной tDCS, справлялись с задачей в 2,1 раза успешнее, чем группа плацебо.

Подобный эксперимент ученые повторили пару лет спустя на группе из сотни добровольцев. Испытуемые тоже получали разные виды tDCS (реальной и плацебо) и учились распознавать различные объекты. В итоге те участники, которым стимулировали правый висок, обучались на 87% лучше группы плацебо. Еще одной группе анод разместили на правую теменную область — их успехи в конце эксперимента были на 22% лучше, чем у группы плацебо, но хуже, чем у первой группы.

Другое исследование показало, что если стимулировать левую дорсолатеральную префронтальную кору с помощью tDCS, у людей улучшается способность запоминать и распознавать слова.

Как я применяла «электрофорез» для мозга

Сегодня проверить правдивость результатов многочисленных исследований можно и дома. Многие компании выпускают нейростимуляторы, с помощью которых человек может самостоятельно применять транскраниальную стимуляцию в домашних условиях.

Я протестировала один из них на себе. В комплекте были:

  • собственно, сам прибор, который может задавать силу тока от 0,1 до 2 мА;
  • электроды — анод и катод;
  • токопроводящие губки и специальный токопроводящий раствор;
  • повязки для фиксации электродов;
  • инструкция.
Мозг

Нейростимулятор Brainstorm / Фото: mybrainstorm.ru

В инструкции обозначены девять вариантов расположения катода и анода для стимуляции разных зон мозга и получения различных когнитивных эффектов: ускорить обучение (анод — на правый висок), улучшить память и концентрацию внимания (анод — на левую дорсолатеральную префронтальную кору), прокачать математические способности (анод — правая теменная область, катод — левая теменная область) и так далее.

Я решила улучшить память и концентрацию внимания. В течение 10 дней (с перерывами не более одного дня между сеансами) я стимулировала левую дорсолатеральную префронтальную кору по 20 минут в день, установив силу тока на максимальные 2 мА.

Самопроверка

Чтобы проверить эффект, я придумала задание, которое связано с концентрацией внимания и распознаванием слов (по данным исследования, о котором я говорила выше, стимуляция данной зоны должна помочь лучше узнавать специфические слова). Я решила считать, какое количество союзов «и» и «или» я распознаю в тексте, какое — пропущу, и сколько времени это займет. Задание также проверяло и рабочую память — ведь я должна была держать в голове, какие слова мне нужно выделить в тексте, и при этом не сбиться со счета.

До стимуляции я насчитала 27 слов на развороте журнала за 88 секунд, четыре слова (13% от всех) я пропустила. После 10 сеансов стимуляции я повторила эксперимент — естественно, уже на другом развороте. Там я распознала 38 слов и не пропустила ни одного. Это заняло 118 секунд — в пересчете на одно слово это на 6,5% быстрее, чем в первой попытке.

Мое маленькое «исследование» показало, что я стала внимательнее, а рабочая память, вероятно, улучшилась — ведь я сделала задание быстрее и не сбилась. Конечно, один эксперимент с научной и статистической точки зрения совершенно не показателен. Но для меня он выглядит вполне достоверным.

Дело в том, что уже на пятый день эксперимента я почувствовала улучшения в работе мозга. Когда я готовила очередной материал по работе и собирала информацию, я заметила, что я быстро проглядываю тексты и выхватываю самую суть. Мозг как будто научился «отсеивать» лишние данные и концентрироваться на сути. На восьмой день стимуляции я писала статью в свою еженедельную рубрику — и справилась с ней за два часа вместо обычных трех-четырех. А редактируя тексты, я быстрее замечала повторы слов в тексте и придумывала синонимичные замены.

Критика и разумные сомнения

Конечно, все не совсем радужно. Например, в этом мета-анализе ученые утверждают, что ни в одном исследовании единичная сессия tDCS не имела значительного когнитивного эффекта — не улучшала память, языковые способности, концентрацию внимания и другие параметры.

Но сторонники транскраниальной стимуляции приводят свои аргументы: по их словам, ждать мгновенного результата от tDCS и не стоит. Эффект транскраниальной стимуляции — накопительный, и проявляется минимум через пять дней. Чтобы прокачать когнитивные функции, применять tDCS надо курсами в 5-10 дней.

Вы можете попробовать «электрофорез» для мозга и оценить результаты самостоятельно. Это не опасно: по всем известным данным, сила тока, которая применяется в домашних нейростимуляторах, не может привести к серьезным побочным эффектам. Максимум, чем грозит использование такого прибора — это раздражение на коже в месте крепления электродов.

Инструкции к приборам нужно читать внимательно, а к рекомендациям относиться критично. Лучше перепроверить результаты исследований, на которые ссылаются создатели, чтобы не заниматься бесполезной стимуляцией.

Например, в инструкции к Brainstorm сказано, что можно улучшить математические способности, стимулируя теменную область — в доказательство приводится это исследование. Но если почитать его внимательно, можно понять, что речь тут совсем не о способностях к сложным вычислениям. Согласно результатам этого исследования, tDCS помогает лишь в распознавании цифр по критерию «больше-меньше». Такая стимуляция, по мнению ученых, может помочь восстановить способность к счету после инсульта или при нейродегенеративных заболеваниях.

И напоследок — не рекомендуется увлекаться нейростимуляцией. Хоть этот метод и считается достаточно безопасным, лучше делать между курсами перерывы в два-три месяца.

Фото на обложке: Flickr / Internet Archive Book Images