Исследование, опубликованное в журнале Behavioral Brain Research, дополняет растущее количество литературы, показывающей, что транскраниальная стимуляция постоянным током — tDCS — дает смешанные результаты, когда дело доходит до улучшения когнитивных функций.
«Было бы замечательно, если бы мы могли использовать tDCS для улучшения познания, потому что тогда мы могли бы потенциально использовать его для лечения когнитивных нарушений при психических заболеваниях», — сказал Флавио Фролих, доктор философии, старший автор исследования и доцент кафедры психиатрии, клеточной биологии и физиологии, биомедицины. инженерия и неврология. "Итак, это исследование — плохая новость. Тем не менее, открытие имеет смысл.
Это означает, что некоторые из самых сложных вещей, которые мозг может делать с точки зрения познания, не обязательно можно изменить с помощью постоянного электрического тока."
Тем не менее Фрелих сказал, что использование менее распространенной стимуляции переменным током — так называемого tACS — могло бы быть лучшим подходом, который он исследовал.
Ранее в этом году лаборатория Фрелиха обнаружила, что tACS значительно повысил креативность, вероятно, потому, что он использовал ее для нацеливания на естественные электрические альфа-колебания мозга, которые были задействованы в творческой мысли.
С помощью tDCS ученые не нацелены на эти мозговые волны, которые представляют нейронные паттерны коммуникации во всех областях мозга.
Вместо этого они используют tDCS для нацеливания на структуры мозга, такие как определенные области коры головного мозга.
Бум tDCS начался в 2000 году, когда немецкие ученые опубликовали статью, показывающую, что tDCS может изменять возбудимость нейронов в моторной коре — области мозга, которая контролирует произвольные движения тела.
С тех пор произошел бурный рост исследований tDCS, направленных на то, чтобы попытаться сделать нейроны более или менее активными и, следовательно, изменить результаты для различных функций мозга, таких как рабочая память и острота познания, а также для таких заболеваний, как депрессия и шизофрения.
Но Фролих сказал, что некоторые из исследований, вызвавших волну, были плохо спланированы. Некоторые исследования не были должным образом двойными слепыми или плацебо-контролируемыми. Остальные исследования были очень небольшими — менее 10 человек.
Недавний метаанализ большого количества статей о tDCS показал, что tDCS — это далеко не волшебная таблетка для улучшения когнитивных функций или заболеваний, связанных с мозгом.
«Помимо стимуляции моторной коры головного мозга, которая имеет очень интересные последствия для реабилитации после инсульта, я думаю, что решение tDCS еще не принято», — сказал Фролих, член Центра нейробиологии UNC.
В исследовании Behavioral Brain Research команда Фрёлиха, в которую входила аспирантка Кристин Селлерс, первый автор статьи, набрала 40 здоровых взрослых людей, каждый из которых прошел стандартный тест интеллекта WAIS-IV, который является наиболее распространенным и хорошо проверенным тестом.
IQ. Он включает тесты на вербальное понимание, восприятие, рабочую память и скорость обработки.
Через неделю команда Фрелиха разделила участников на две группы.
Электроды были размещены с каждой стороны черепа каждого участника, под которыми располагалась лобная кора. Сотрудник и соавтор Университета Дьюка Ангел Петерчев, доктор философии, создал моделирование изображений, чтобы гарантировать, что команда Фрелиха нацелена на те же части коры головного мозга, которые были нацелены на предыдущие исследования tDCS.
Затем группа плацебо получила мнимую стимуляцию — кратковременный электрический ток, который заставил участников подумать, что они получали полную tDCS. Остальные участники получили стандартную tDCS в течение двадцати минут — слабый электрический ток 2 миллиампера.
Затем все участники повторно сдали тесты IQ.
Фролих ожидал, что большинство, если не все, показатели IQ улучшатся из-за эффекта практики, но tDCS не улучшит заметно результаты.
Команда Фрелиха обнаружила, что все результаты улучшились.
Однако удивительно, что у участников, которые не получали tDCS, показатели IQ увеличились на десять баллов, тогда как у участников, получивших tDCS, их показатели IQ увеличились в среднем почти на шесть баллов.
Когда Frohlich и его коллеги проанализировали результаты тестов, они увидели, что результаты трех из четырех основных видов когнитивных тестов были очень похожи между двумя группами участников.
Но оценки перцептивного мышления были намного ниже среди людей, прошедших tDCS.
Перцептивное мышление проверяет подвижный интеллект, который определяется как способность мыслить логически и применять новаторские решения проблем к новым проблемам.
В категории перцептивных рассуждений исследователи увидели самые большие различия в подкатегории матричных рассуждений — когда участники просматривали две группы символов и должны были найти один символ, отсутствующий в другой группе.
Фрелих подчеркнул: «Наши результаты не исключают возможность того, что другие парадигмы tDCS могут быть менее вредными или даже полезными. Однако пора убедиться, что все используют золотой стандарт плацебо-контролируемых двойных слепых исследований. Кроме того, наше исследование демонстрирует важность дополнительных исследований того, как стимуляция взаимодействует с активностью мозга."
Фрелих подчеркнул, что научное сообщество должно быть осторожным, чтобы не создавать упрощенных сюжетов о том, что tDCS является «волшебной пилюлей» от многих заболеваний, связанных с мозгом. «Могут быть опасные последствия, особенно если tDCS используется ежедневно», — сказал он. "У нас было острое исследование. Мы не знаем, каковы долгосрочные эффекты.
Нам нужно понять гораздо больше, прежде чем tDCS будет готова к использованию в домашних условиях без медицинского наблюдения "
Фролих добавил: «Я думаю, что наше исследование демонстрирует, что нам нужно думать о более разумных способах задействовать мозг, чтобы действительно нацелить конкретную динамику мозга, участвующую в том, что мы хотим улучшить, например, когнитивные способности людей с депрессией или шизофренией. Я думаю, что tACS — это вариант, а также более сложные методы, которые нам еще предстоит разработать."