Пресса

brainstim-figure

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. 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. 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. 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. 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

54dc0c97290b6bd939b040d0065d6ea1

Электростимуляция мозга вывела пациентов из комы

Люди, долгое время пребывавшие в состоянии минимального сознания, начали двигаться и реагировать на окружающих. Отчет о клинических испытаниях метода транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS) на 16 пациентах, перенесших травму головного мозга, опубликован в журнале Brain Injury. Метод tDCS заключается в стимуляции нейронов различных отделов мозга с помощью очень слабого постоянного тока. Для этого на голову пациентов надевают шапочку с электродами, крепящимися к соответствующим участкам черепа. Ранее было доказано, что под влиянием тока меняется возбудимость нейронов, то есть их способность передавать импульсы. В 2014 году неврологи из Льежского университета (Бельгия) протестировали метод tDCS на 13 пациентах в состоянии минимального сознания (когда у человека частично сохраняются навыки взаимодействия с окружающей средой) и двух пациентах в вегетативном состоянии (с отсутствием реакции на внешние раздражители). Воздействие оказывали на префронтальную кору головного мозга, которая отвечает за функции высшей нервной деятельности. Под влиянием однократной электростимуляции к пациентам на несколько часов частично вернулось сознание — они начали следовать инструкциям и даже отвечать на вопросы, целенаправленно двигая глазными яблоками, руками и другими частями тела, но затем их состояние стало прежним. На этот раз ученые провели более длительные испытания метода tDCS, в которых приняли участие 16 пациентов в состоянии минимального сознания. Это состояние сохранялось у пациентов не менее трех месяцев до начала испытаний, что делало спонтанное излечение маловероятным. В ходе испытаний в течение пяти дней подряд участники ежедневно получали 20-минутный сеанс воздействия слабого тока. После завершения сессии у девяти участников отметили существенное улучшение состояния — они начали выполнять команды, распознавать объекты, совершать осознанные движения. Двое из них даже начали общаться с исследователями. «Они не могли говорить, но мы могли задать вопрос, например “Тебя зовут Дэвид?”, — и пациент отвечал «да» или «нет», двигая частью своего тела — языком или ступней, — приводит рассказ одного из авторов исследования, Авроры Тибо (Aurore Thibaut) журнал New Scientist. — Мы получили правильные ответы на все вопросы, которые задавали». Что самое важное, эффект сохранялся целую неделю после последнего дня стимуляции. По словам Тибо, электростимуляция не только активизировала нейроны префронтальной коры, но усилила связи между другими областями мозга пациентов. Теперь исследователям необходимо доказать безопасность длительного использования метода tDCS — хотя его применение на протяжении пяти дней никаких опасных побочных эффектов не выявило, пока не ясно, что произойдет, если стимулировать мозг в течение, например, трех месяцев. Если никаких негативных последствий не обнаружится, метод tDCS можно будет применять даже в домашних условиях. Для этого будет достаточно научить пользоваться прибором родственников людей, находящихся в коме, полагают ученые. Ранее в мозге была обнаружена зона, где рождается сознание. Опубликовано 16 мая в новостях Mail.ru
43e3d31a58116a

«Электрический допинг»: новый тренд в спорте высоких достижений

Игроки американской бейсбольной команды «Сан-Франциско Джайентс» — между прочим, трёхкратные победители Мировой серии — не скрывают, что употребляют допинг. Любопытно, что все пробы спортсменов будут «чистыми», ведь они не употребляют таблетки, им не делают уколы. Им проводят трансканиальную электростимуляцию головного мозга — tDCS. Учёный Джеофф Хэд, работающий с командой, заявил, что если процедура поможет команде занять высокую позицию в конце сезона, игроки открыто признаются в употреблении «электрического допинга». А вот Тайлер Бид, который выступает за «молодёжку» клуба, уже успел положительно оценитьрезультаты tDCS и даже отметил, что своим успехам в 2016 году он обязан именно технологии электростимуляции. Не секрет, что все люди принимают допинг по-своему. Это чашка кофе в семь утра, сигарета в обеденный перерыв, шоколадка перед сном. Но нас за это не лишат премии и не отправят на допинг-пробу, не уволят с работы и не унизят перед всей страной. У спортсменов ситуация совсем иная: путь к золотым медалям усыпан пробирками, анализами и тестами. Но наука не стоит на месте — есть ли способ стать чемпионом без таблеток, так, как это пытается сделать бейсбольный клуб из Сан-Франциско? Принцип электростимуляции мозга: Оригинальное решение нашли американские учёные, разработав технологию электрического допинга. Метод заключается в следующем: на голову одевают устройство с электродами, стимулирующими слабым током моторную кору мозга, которая отвечает за физическую активность. Такая технология называется трансканиальной электростимуляцией — tDCS. Получается, что мозговая стимуляция помогает спортсмену лучше справляться с огромной физической нагрузкой, бороться с усталостью и быстрее восстанавливаться после травм. Американские спортсмены уже давно используют tDCS — например, на Олимпийских играх в Рио-де-Жанейро сборная США заявила, что некоторые атлеты «принимали» совсем другой допинг — электрический. И это абсолютно законно, ведь Международный Олимпийский комитет или ВАДА (Всемирное антидопинговое агентство) пользоваться технологией электростимуляции мозга не запрещают. В Америке спортсмены используют специальный прибор, получивший название HALO. В России ученые разработали аналог подобного устройства, который использует ту же самую технологию — нейростимулятор Brainstorm. Что говорят ученые Многочисленные эксперименты доказали, что «электрический допинг» снижает мышечную усталость и повышает выносливость спортсмена. Ассоциация лыжного спорта и сноуборда США, совместно с калифорнийскими учеными, решила проверить действие tDCS на спортсменах американской сборной, среди которых были и участники Олимпийских игр. Результаты эксперимента вызвали невероятное удивление и у атлетов, и у спортивных чиновников. Сначала ученые решили выяснить, как электрическая стимуляция мозга может помочь лыжникам улучшить технику прыжка с трамплина и бороться с усталостью. В ходе эксперимента лыжники разделились на две группы: у четверых спортсменов проводили электростимуляцию мозга, а у трёх только имитировали. В течение двух недель, четыре дня подряд спортсмены оттачивали технику прыжка на тренировочной платформе. Выяснилось, что те прыгуны с трамплина, которые использовали «электрический допинг» увеличили свою силу отталкивания на 70% и улучшили координацию движений на 80% по сравнению со теми спортсменами, которые испытывали эффект плацебо. Спортсмен, который использует tDCS, абсолютно «чист» — в его допинг-пробе ничего не найдут, ведь в этом случае результат достигается активацией естественных систем мозга, а не количеством съеденных таблеток. На этом действие «электрического допинга» не ограничивается. Оказывается, электростимуляция мозга не только помогает спортсменам добиваться более высоких результатов, но и делает их более выносливыми к большим физическим нагрузкам. Ученые из Великобритании провели следующий эксперимент: 12 добровольцев разделили на две группы. Первая группа принимала «электрический допинг», у второй электростимуляцию мозга изображали. Выяснилось, что во время тренировки первая группа могла крутить педали на две минуты больше своих оппонентов, при этом не чувствуя себя слишком усталыми. Похожие данные получили исследователи из Бразилии: при

dbd89465-328a-4b1f-8be0-7022920dbe22

Нейростимуляция: новый тренд нейростартапов в России и на Западе

Тимофей Глинин, нейробиолог, руководитель проекта «Нейростимулятор Brainstorm»:  Сегодня на западном рынке появляется все больше стартапов, специализирующихся на создании гаджетов для нейростимуляции. Эти приборы не связаны с медицинским применением и предназначены для использования здоровыми людьми в повседневной жизни для улучшения целого спектра когнитивных функций: от внимания и памяти до обучения иностранным языкам и спорту. В последние годы мировой рынок немедицинских нейротехнологий, предназначенных для удовлетворения потребностей здоровых людей, переживает бурное развитие. Лидерами в данной области являются технологии нейрообразования, а также – нейроразвлечений и спорта, базирующиеся на данных когнитивной нейробиологии. По оценкам отраслевого российского союза Нейронет, этот рынок уже сейчас оставляет более 100 млрд долларов США, и показывает более чем 30% ежегодный рост. Один из зарождающихся сегментов данного рынка – это технологии улучшения функций головного мозга, основанные на методе электростимуляции. Принцип метода заключается в том, что через прикреплённые к коже головы электроды на кору головного мозга воздействует постоянный ток слабой силы. Слабое электрическое поле может улучшать способность нервных клеток передавать сигнал. Таким образом, метод позволяет активировать нужную зону мозга и, соответственно, те функции, за которые эта зона отвечает. Первоначально технология нашла применение в медицине, и врачи уже несколько десятилетий стимулируют зоны речи детям с отставаниями в речевом развитии или поврежденные области у пациентов, перенесших инсульт. Этот метод одобрен для клинического применения на Западе, и многие годы используется в российских клиниках под названием транскраниальная микрополяризация (ТКМП). Однако, настоящим открытием последнего десятилетия стала возможность применять те же самые технологии для спортивных тренировок, изучения иностранных языков, повышения внимательности или улучшения память. Первопроходцами выступили американские военные, которые в 2008 году опубликовали отчет, о применении транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS) для улучшения концентрации внимания пехотинцев во время тренеровок. Они сообщили, что нейростимуляция улучшила показатели обучения более чем в 2 раза, по сравнению с их коллегами, у которых стимуляцию имитировали. В последующие годы было обнаружено, что ту же самую технологию можно применять и для улучшения эффективности спортивных тренировок, изучения иностранных языков, повышения внимательности и улучшения памяти. Высокая эффективность технологии, а также техническая простота метода, позволяющая сделать портативный недорогой прибор для применения людьми в повседневной жизни, вызвала большой интерес и со стороны предпринимателей. Первопроходцами стали стартаперы из Калифорнии, впервые сумевшие сертифицировать tDCS прибор, как немедицинский, и выпустившие в 2012 году нейрогарнитуру Foc.us для улучшения внимания и реакции. Прибор позиционировался как гаджет для геймеров, однако вызвал интерес гораздо более широкой аудитории: первая партия была полностью раскуплена уже на следующий день после старта продаж при цене 249$ за прибор. Впоследствии foc.us разработала целую линию гаджетов для разных ценовых категорий, я улучшения различных когнитивных функций, в том числе – обучения спорту. Другой стартап Thync в 2014 году сумел привлечь 13 млн $ на разработку эргономичного устройства в форме треугольника, одевающегося на голову в область виска и работающего в двух режимах: бодрость и расслабление. Создатели стартапа на протяжении 5 лет проводили собственное научное исследование на сотнях добровольцев. Результаты подтвердили эффективность и безопасность выпускаемого ими прибора и были опубликованы в престижном научном издании «Scientific reports». Калифорнийский стартап Halo Neuroscience задался целью разработать электростимулятор для профессиональных спортсменов. Он привлек 10,65 млн $ и с 2013 года ведет разработку наушников со встроенными электродами, стимулирующими моторную кору – именно эта зона ответственна за спортивное обучение и контроль работы мышц. Создатели Halo также провели научные исследования, в том числе – на членах американской олимпийской сборной, доказав 80% улучшение показателей. Несмотря на высокую стоимость подобной гарнитуры, 749$, Halo вызвал настоящий

Люди_08-660x330

Нейростимулятор Brainstorm — интервью с автором проекта

Нейростимулятор Brainstorm — это устройство, которое использует транскраниальну юэлектростимуляцию, позволяющую без вреда здоровью улучшить когнитивные способности. Если проще, оно через электроды на висках пускает небольшие электрические импульсы. Такая стимуляция мозга доказанно улучшает работу мозга. Это может использоваться в тренировочном и обучающем процессе, но использоваться может только дозировано. Автор проекта Тимофей Глинин изучил множество статей по данной теме и решил спроектировать свое устройство, которое и назвал Brainstorm. Гаджет успешно прошел Boomstarter, собрав 1,255,250 ₽ и сейчас уже находится в свободной продаже. Расскажи, ты сам используешь Brainstorm? С какими задачами он тебе помог? Ещё до начала всякой разработки полноценного прибора, когда я только заинтересовался темой транскраниальной стимуляции, я заказал себе коммерческий tDCS нейростимулятор чтобы протестировать. Улучшать я решил навыки иностранных языков. Я в принципе довольно хорошо знаю английский, но в тот момент активно увлекался Lingua Leo – это такой сайт для тренировки различных навыков английского. У любого тестирования на себе есть проблема по сравнению с научными экспериментами. Ученые всегда сравнивают экспериментальную группу и плацебо (людям одевают электроды и изображают, что включают прибор). А когда пытаешься узнать есть ли эффект на самом себе, нужно проводить сравнение со своими предыдущими результатами – для Lingua Leo они у меня были – я знал насколько эффективно и быстро запоминаю новые слова. Эффект я ощутил довольно сильный – сомнений у меня не осталось даже на основе субъективных ощущений. Статистика тоже подтвердила, что я стал учить слова быстрее где-то на 25%. Когда мы начали производить нейростимуляторы Brainstorm я тоже провел на себе курс стимуляции той же зоны и эффект повторился. Откуда пришла идея запускать свое устройство именно на Бумстартере? Может был проект, который тебя натолкнул на эту идею? Мы обязательно хотели запускать наш проект через российский краудфандинг. В России о методе транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS) никто толком не знал – и краудфандинг был способом рассказать не только о конкретном приборе, но и о методе в целом. При этом все технологические проекты, которые собрали больше миллиона, были запущены на Бумстартере – поэтому сомнений в выборе платформы у нас не было. За время проекта порой на авторов выходят самые необычные люди с очень странными предложениями. Было что-то подобное у вас? Что самое неожиданное или бредовое? Это действительно так. Было очень приятно познакомиться с многими нейробиологами, которые увидев проект – начинали задавать вопросы, вдаваться в суть разработки и предлагать совместные исследования. Были предложения о сотрудничестве и инвестициях. Неожиданно было количество предложений о кросс-постинге. Было несколько предложений от хороших проектов (схожие темы и суммы сборов) – таким мы радовались. Но поразительно, что было очень много просьб о кросс-постинге от проектов вообще без спонсоров, да и без внятной информации. Сколько примерно времени заняла разработка, а потом подготовка к краудфандингу? У нас был длинный путь от идеи до старта компании – наверное, больше полугода. Это связано с тем, что проект технологический – многое надо было тестировать, подбирать поставщиков, договариваться с заводами, решать вопросы с сертификацией. А потом уже для кампании делать дизайн, снимать видео, готовить материалы для прессы и многое другое. Сколько человек в команде? Приходилось ли еще привлекать кого-то на определенные работы (ролик, фото, промо)? Костяк нашей команды – 4 человека, но в период подготовки и проведения краудфандинга мы нанимали внешних дизайнеров (для промо-материала), оператора и монтажера (для видео), маркетолога, пром-дизайнера и юристов. В функционал Brainstorm сложно поверить, если не быть в курсе того, что эффективность технологии давно доказана. Как вы преодолевали

b1505f5d54dd4c7dab9a4102bc88198e

Биохакинг мозга: куда располагать электроды, чтобы стать умнее?

Сейчас в поле зрения общественного внимания попадает всё больше исследований tDCS – транскраниальной стимуляции постоянным током. Довольно большое количество научных работ последних лет демонстрируют, что tDCS может улучшать когнитивные способности не только при лечении болезней, но и у совершенно здоровых людей. Среди них – реакция, внимание, память и обучение иностранным языкам. Успехи научных исследований привлекли внимание DIY сообщества, которое взяло технологию на вооружение и стало активно применять tDCS на себе. Однако ключевой момент для проведения электростимуляции – это правильный выбор мест прикрепления электродов к голове. Ведь стимуляция различных зон мозга приводит к принципиально разным когнитивным эффектам – в зависимости от функций этих областей. Поэтому я решил разобраться в научных статьях и выяснить, стимуляция каких зон действительно приводит к ощутимым когнитивным улучшениям и какие подводные камни здесь могут быть. TDCS — транскраниальная стимуляция постоянным током — работает следующим образом. К определенным областям головы прикрепляются два электрода – положительно заряженный анод и отрицательно заряженный катод. Анод воздействует на нейроны коры возбуждающе, уменьшая разницу потенциалов на их мембранах. В масштабах головного мозга такое воздействие приводит к локальному увеличению активности той зоны, над которой он расположен. Однако сейчас появляются исследования, демонстрирующие, что действие tDCS более широкомасштабно и затрагивает некоторые другие зоны мозга, функционально связанные со стимулируемой областью. В случае катода, возбудимость нейронов, наоборот, снижается. На сегодняшний день проведено уже несколько тысяч научных исследований tDCS, среди которых около 500-600 — на здоровых добровольцах. Параметры стимуляции в них очень сходные, осуществляется воздействие постоянным током силой 1-2 миллиампера по 20-30 минут в день, от 1ого до 10 дней подряд. Однако что касается областей мозга, на которые осуществляется воздействие, то здесь существует очень большое разнообразие вариантов, в котором поначалу просто теряешься. Поэтому была поставлена задача найти зоны мозга, электростимуляция которых приводила бы к достоверным когнитивным улучшениям, повторенным в нескольких научных исследованиях. Для начала я решил прокомментировать несколько областей расположения электродов, наиболее популярных среди представителей DIY комьюнити. За основу я взял зоны, подготовленные российским стартапом Brainstorm. Номер 1. Расположение электродов «DARPA» – для улучшения реакции и концентрации внимания При расположении элетродов «DARPA» анод (возбуждающий электрод) прикладывается к правому виску, а катод (ингибирующий электрод) – к левому плечу. Электростимуляцию этой области впервые провело американское оборонное агентство DARPA для того, чтобы ускорить обучение военных перед отправкой в горячие точки. О своих результатах ученые впервые рассказали в 2008 году на конференции «Operational neuroscience — Intelligence community forum», где произвели фурор, показав, что tDCS ускорила обучение добровольцев в 2,1 раза! А через 4 года вышла научная статья с детальным описанием результатов их исследований. Эксперимент проводился на 96 здоровых добровольцах, проходивших обучение на видео-симуляторе «DARWARS Ambush!». Это игра, специально разработанная для подготовки американских пехотинцев и требующая высокой концентрации внимания и реакции. Участники гуляют по виртуальным пейзажам и обнаруживают опасность среди полуразрушенных домов и заброшенных машин, а также ищут взрывные устройства и боевиков противника. Во время обучения часть людей подвергалась стимуляции слабым током, а у людей из плацебо группы tDCS имитировали так, что они не сомневались, что тоже проходят стимуляцию. Результаты эксперимента оказались впечатляющими: tDCS сократила время тренировок, которое требуется новичку, чтобы стать профессионалом, в 2,1 раза (это просто огромный эффект, в сравнении с обычными биологическими воздействиями). И, что немаловажно, люди, проходившие tDCS, гораздо медленнее теряли навыки по сравнению с контрольной группой. Интересно, что для того, чтобы выбрать зону для стимуляции, ученые изучили паттерны активации мозга у новичков и профессионалов при помощи функционального МРТ. Оказалось,