В 2024 году в журнале Brain вышла статья, посвященная влиянию транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS) на когнитивные функции у макак и активность нейронов основной области коры, отвечающей за эти функции. Основная идея заключается в том, что tDCS модулирует активность нейронов и влияет на поведение, не вызывая эпилептиформной активности (чрезмерной синхронизации нейронов, которая может привести к судорогам). Это позволяет предположить, что tDCS может быть безопасным методом для клинического применения, улучшая когнитивные функции без риска провокации судорог.
Экспериментальная установка и дизайн эксперимента
Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) — это неинвазивный метод стимуляции мозга, при котором сквозь кожу головы через мозг пропускается слабый электрический ток. Этот метод активно изучается в связи с его потенциальной способностью улучшать когнитивные функции, такие как память, внимание и принятие решений, а также помогать в лечении различных неврологических и психических расстройств. Однако, несмотря на растущий интерес к tDCS, до сих пор остаются вопросы о том, как именно она влияет на активность нейронов и почему результаты её применения могут быть столь неоднозначными. В данной статье авторы попытались ответить на эти вопросы, изучая влияние tDCS на активность отдельных нейронов и поведение макак, выполняющих когнитивные задачи.
Авторы провели эксперименты на двух макаках, которые выполняли задачу на рабочую память. В этой задаче животные должны были запомнить образец (например, цвет или форму), а затем выбрать его из нескольких вариантов после небольшого перерыва. Во время выполнения задачи животным проводили анодную tDCS над дорсолатеральной префронтальной корой — областью мозга, отвечающей за сложные когнитивные функции, такие как рабочая память и принятие решений. Результаты показали, что tDCS ослабляет поведенческие и нейронные адаптации, связанные с повторениями задачи.
Например, без стимуляции у макак наблюдалось замедление реакции и изменения в активности нейронов по мере выполнения задачи, но tDCS уменьшала эти эффекты.
Кроме того, tDCS устраняла корреляцию между временем реакции и частотой firing (активностью) нейронов, что указывает на изменение механизмов кодирования информации. Это означает, что tDCS не просто усиливает или ослабляет активность нейронов, а изменяет то, как нейроны обрабатывают информацию. При этом tDCS не вызывала увеличения burst-like активности, то есть, кратковременных всплесков активности нейронов, которые наблюдаются при эпилепсии, что подтверждает её безопасность в отношении эпилептиформных эффектов.
В итоге, данное исследование предоставляет новые данные о механизмах действия tDCS, показывая, что она влияет на активность нейронов на клеточном уровне, изменяя кодирование информации и поведение, без повышения риска эпилептиформной активности. Это открывает перспективы для более безопасного и эффективного применения tDCS в клинической практике, например, для лечения когнитивных нарушений или улучшения функций мозга у здоровых людей.
Однако редакция хочет еще раз напомнить, что речь идет именно о клиническом применении под контролем врача, а не о «домашней» стимуляции, которую так любят биохакеры. В Интернете можно найти много схем, как при помощи батарейки-кроны самому простимулировать собственный мозг. Это представляет скрытые угрозы для здоровых представителей общественности, которые стремятся использовать технику для улучшения когнитивных навыков. Мы уже писали о том, что еще в 2016 году исследователи из Медицинской школы Перельмана в Университете Пенсильвании и Beth Israel Deaconess Medical Center, базовой больницы Медицинской школы Гарварда, наряду с несколькими членами исследовательского сообщества предупреждали о рисках, возникающих при бытовом применении tDCS. Их «Открытое Письмо» появилось тогда в очередном выпуске Annals of Neurology.
Текст: Анна Карань
Daniel J Fehring, Seiichirou Yokoo, Hiroshi Abe, Mark J Buckley, Kentaro Miyamoto, Shapour Jaberzadeh, Tetsuo Yamamori, Keiji Tanaka, Marcello G P Rosa, Farshad A Mansouri, Direct current stimulation modulates prefrontal cell activity and behaviour without inducing seizure-like firing, Brain, Volume 147, Issue 11, November 2024, Pages 3751–3763, https://doi.org/10.1093/brain/awae273
Свежие комментарии