О стимуляции

Потрясение кожи головы двумя влажными губками и электродами имеет смысл. Показано, что процедура, называемая транскраниальной стимуляцией постоянного тока (tDCS), помогает вам учиться математике, улучшать свои языковые навыки и даже работать дольше. Но ученые разделены на то, может ли tDCS действительно делать то, что он утверждает.

Некоторые ученые с энтузиазмом относятся к этой технологии и говорят, что она имеет значительно меньше побочных эффектов, чем психотропные препараты. Многочисленные исследования показывают, что это может улучшить нашу способность учиться почти во всем, и, похоже, есть доказательства того, что слабый шок для мозга может помочь лечить несколько психических расстройств.

Клинические испытания в настоящее время тестируют tDCS для лечения длинного списка расстройств, включая депрессию, боль, бессонницу, болезнь Паркинсона, шизофрению и наркоманию. Сообщество биоаккумуляторов и самоидентификаторов возникло в гаражах и онлайн-форумах для создания собственных устройств, вы можете заказать комплект и протестировать технологию самостоятельно.

Но другие исследователи более скептически относятся к технологии, является ли tDCS столь же безопасным и эффективным, как утверждают его создатели. Несмотря на многообещающие результаты лабораторных исследований, ни одна из медицинских преимуществ не была подтверждена FDA, и недавние исследования поставили под сомнение способность технологии влиять на деятельность мозга вообще. Критики выражают озабоченность по поводу небольших размеров исследования и эффектов плацебо, а также потенциальных побочных эффектов, таких как ожоги кожи.

Джейсон Форте, когнитивный нейробиолог из Университета Мельбурна, говорит, что он особенно обеспокоен потенциальными опасностями использования tDCS в доме. «Существует риск повреждения кожи на месте электрода, если устройство не используется правильно. Плохо разработанные устройства, используемые неверным способом, могут нарушить работу сердца, хотя об этом не сообщалось».

В стенах научных кругов эти дебаты нормальны. Новый препарат или устройство возникает каждые десять лет или около того, захватывающие исследователей и воображение общественности. Прежде чем он будет выпущен, ученые проводят сотни исследований, чтобы выяснить, безопасна ли техника, как лучше всего ее администрировать и для чего она может быть наиболее полезной.

Однако из-за своей относительной безопасности и легкости создания, tDCS обошел большую часть обычного процесса обзора и прыгнул из лаборатории в гостиную. Частные стартапы, такие как стимулятор мозга, трансграничные технологии и гало-нейронаука, теперь продают устройства DIY tDCS любопытным само-экспериментаторам и отчаявшимся пациентам. Этот сдвиг встревожил некоторых исследователей и экспертов по регулированию, в то время как другие считают, что они не видят вреда в этой технологии.

Как работает стимуляция мозга

tDCS воздействует на мозг с помощью простого, последовательного электрического тока – обычно от 1 до 2 миллиампер – по 20-30 минут в день. Стимуляция выглядит как покалывание или мягкое жало в месте электрода. Нейроны взаимодействуют через электрические и химические сигналы. Ученые думают, что небольшое количество текущих нейронов, получаемых от tDCS, делает их более склонными для возбуждения электрического импульса, что приводит к высвобождению нейротрансмиттера в мозг.

tDCS является лишь одним из нескольких видов мягкой электрической стимуляции мозга. Другие варианты включают транскраниальную стимуляцию переменного тока (tACS) и стимуляцию черепной электротерапии (CES). В tACS ключевое слово «чередуется». В отличие от tDCS ток в tACS постоянно изменяется, колеблется между положительным и отрицательным. Ученые считают, что tACS работает не путем изменения отдельных нейронов, а путем изменения электрической частоты всего мозга, что может оптимизировать его для разных состояний, таких как сон или внимание.

Ток также пульсирует в соответствующей технологии, CES. Фишер Уоллес (Fisher Wallace), компания, которая продает устройства CES, утверждает, что технология может увеличить нейрохимические уровни в мозге, включая серотонин, но мало что свидетельствует об этом. Из трех, это единственное устройство, которое одобрено FDA для лечения депрессии, беспокойства и бессонницы. Но это было на рынке до того, как FDA потребовало доказательства эффективности для медицинских устройств класса III, поэтому он не сталкивался с тем же контролем, с каким сегодня такие устройства сталкиваются.

tDCS привлек больше внимания у исследователей, относительно других типов стимуляции, включая продолжающиеся клинические испытания, и, следовательно, больше самоидентификаторов, пытающихся имитировать их.

Требования к устройствам не были тщательно протестированы

Майкл Оксли был вдохновлен создать свое первое устройство для стимуляции мозга после прочтения статьи «Новый ученый» о tDCS в 2012 году. Инженер-механик, он надеялся, что мягкое шокирование его мозга увеличит его энергетические уровни и улучшит его концентрацию. Пять лет спустя Оксли продал десятки тысяч гарнитур tDCS через свою компанию foc.us, которые заявляют, что их приборы «повышают бдительность, повышают фокус и увеличивают возможности для обучения» и даже «помогают вам работать все быстрее и быстрее».

Тем не менее, Оксли признает, что устройства foc.us не подвергались никаким формальным внешним испытаниям или клиническим испытаниям и вместо этого основывают свои заявления на самостоятельном экспериментировании и более широкой научной литературе.

Эти заявления о когнитивной и физической работоспособности разрешены Управлением по контролю за продуктами и лекарствами, поскольку они не дают никаких медицинских утверждений. Но Анна Векслер, биомедик из Университета Пенсильвании, говорит, что они могут регулироваться Федеральной комиссией по торговле.

«[FTC] приняло меры против ряда компаний, делающих требования когнитивного улучшения, как в мире дополнений, так и в мире обучения мозгу, поэтому они продемонстрировали готовность проявить себя», – говорит она. «Они не предприняли никаких действий против компании tCDS, но на практике они в принципе могли».

Оксли подчеркнул, что он не рекламирует свой продукт для лечения любых психиатрических состояний не только из-за боязни возмездия FDA, а потому, что он считает, что это будет безответственно. Однако в обзорах устройств foc.us несколько клиентов сообщают об использовании продукта для лечения депрессии. Исследования Векслера подтверждают это; в предстоящем исследовании она показывает, что треть домашних пользователей управляет технологией самолечения для таких состояний, как депрессия.

Потенциальные преимущества tDCS

Маром Биксон, профессор биомедицинской инженерии в Городском колледже Нью-Йорка, говорит, что сам по себе tDCS не очень-то работает. Его реальная ценность возникает, когда она сочетается с обучением. Он рекомендует использовать технологию до или во время обучения новому действию, например, играть на пианино.

Нейроны, которые срабатывают вместе, соединяются вместе. Увеличивая вероятность того, что нейрон будет существовать, tDCS помогает мозгу создавать новые связи, когда он учится, процесс, называемый пластичностью. Эта способность влиять на обучение – это то, почему tDCS продается как имеющий такой широкий диапазон потенциальных применений.

«Когда вы применяете стимуляцию постоянного тока, вы можете изменить текущую пластичность. Не создавайте пластичность, но меняйте пластичность, которая уже продолжается, – говорит Биксон. «Стимулирование постоянного тока может повысить эту пластичность, поэтому в основном сделать обучение более эффективным».

По словам Биксона с этим типом функционального таргетинга, на самом деле не имеет значения, где размещаются губки и электроды, потому что они будут влиять на всё тело, подключённое к tDCS.

Напротив, для таких состояний, как тревога и депрессия, исследователи стремятся увеличить активность в определенной области мозга, дорсолатеральной префронтальной коре, которая является активной у людей с депрессией. Стимулирование этой области с ежедневными tDCS приводит к тому, что активность нейронов возвращается на нормальный уровень, который, как считается, помогает повысить настроение людей.

Масштабное исследование, опубликованное ранее в этом году показало , что ток работает лучше, чем плацебо при лечении депрессии. Эти результаты подразумевают, что tDCS действительно может уменьшить симптомы депрессии, но исследование также показало, что оно не так эффективно, как традиционные лекарства, такие как СИОЗС.

Что может пойти не так

Области, расположенные всего в нескольких миллиметрах друг от друга, могут иметь очень разные функции. При tDCS губки, которые идут на скальп, занимают несколько сантиметров, поэтому трудно обеспечить, чтобы вы стимулировали правильную область. Некоторые исследователи выразили озабоченность по поводу внецелевого воздействия tDCS, особенно при лечении психических расстройств, что требует активации конкретного региона. Мозг подобен недвижимости: все дело в расположении, местоположении. Нецелевые эффекты особенно важны для стимуляторов мозга DIY, у которых нет фона в нейроанатомии.

«Вы влияете на большие участки нейронов, которые затем имеют побочные эффекты в их отношении к другим популяциям и сетям нейронов, поэтому, когда вы размещаете электроды, это действительно важно», – говорит Трейси Ваннорсдалл, нейропсихолог из Школы медицины Университета Джона Хопкинса. «Мы знаем, что очень небольшие изменения в монтаже электрода, которые мы помещаем в мозг, могут иметь значительные различные эффекты с точки зрения когнитивных результатов».

Исследования показали, что увеличение функции в одной области мозга может нанести ущерб производительности в другой области. Менее драматические, но, возможно, более насущные – сообщения домашних пользователей, испытывающих ожоги или повреждение кожи на месте электродов.

Еще одна проблема заключается в том, что техника может вообще ничего не делать. Во многих исследованиях не сообщается о влиянии ни на поведенческие функции, ни в плане активности мозга с использованием tDCS. Пожалуй, самым уникальным испытанием технологии, ученые показали, что только 10 процентов электрического тока проникают в череп, чтобы достичь своего мозга. Эти данные свидетельствуют о том, что tDCS оказывает гораздо меньшее влияние на мозг, чем первоначально предполагали исследователи, и, возможно, недостаточно, чтобы внести существенную разницу в поведение нейронов.

Итак, если вы это сделаете?

Заинтересованы в том, чтобы попробовать это сами? Вместо того, чтобы подавать пару сотен долларов на ваше собственное устройство, нейропсихолог Ваннорсдалл рекомендует присоединиться к одному из 700 клинических испытаний, которые привлекают как пациентов, так и здоровых людей. «Я думаю, что сейчас просто слишком рано, когда люди экспериментируют на себе», – говорит она.