Можно ли увеличить мощность мозга с помощью электрошока?

Летом 2010 года Райан Кларк вывихнул лодыжку во время занятия в тренажерном зале. Неудобство аварии было больше, чем боль. Он использовал костыли в течение недели, пока его лодыжка не зажила. Затем, через шесть недель, боль вернулась - только на этот раз она была намного хуже. Райан оказался в инвалидном кресле, неспособный нести агонию ходьбы.

Применение лекарств и реабилитация помогли юношу с болью и через шесть недель он поправился. Ему не потребовалось много времени, чтобы снова пострадать, и после третьего раза боль мальчика стала невыносимой. «Они были просто нормальными травмами девятилетнего ребенка», - говорит отец Райана Винс.

Мальчик даже не мог пошевелить лодыжкой, как будто его мышцы были жесткими, и боль была настолько сильной, что у него были дрожи и судороги. Райану наконец поставили диагноз - комплексный региональный болевой синдром, заболевание, которым страдает один из миллиона детей его возраста. Случай с мальчиком был сложным, так как обезболивающие не оказывали никакого эффекта.

Винс Кларк, управляющий Центром психологии и неврологии Университета Нью-Мексико в Альбукерке, заинтересовался делом мальчика и подумал, что может помочь ему с методами исследования, которые он проводил. Называется транскраниальная стимуляция постоянным током (TDCS), она включает в себя применение светового и направленного электрического тока к голове.

TDCS относится к группе методов, известных как «неинвазивная стимуляция мозга», поскольку они не связаны с хирургическим вмешательством. TDCS существует на экспериментальной основе, и в 2010 году он оказался полезным для облегчения боли, давая надежду на лечение тысячам людей. Но помимо боли, использование ударов головой, кажется, стимулирует мозг, улучшая память и внимание у здоровых людей.

И тем, кто проявил интерес, было Министерство обороны США, которое спросило, может ли оно принести пользу американским военным. К тому времени, когда Райан заболел, Кларк отправил исследования в министерство обороны для финансирования, и результаты немедленно привлекли внимание военных.

История мозгового шока

Основная концепция tDCS, которая использует постоянный ток для стимуляции области интереса в мозге, существует уже более 100 лет. Еще до 19-го века было несколько зачаточных экспериментов, которые использовали эту технику через эксперименты на животных и людях.

Именно благодаря этим первоначальным исследованиям техника была внедрена в медицинскую область. В 1803 году Альдини начал исследование, в котором, как он утверждал, продемонстрировал, что техника стимуляции постоянным током может улучшить настроение меланхоличных пациентов, в том числе утверждая, что он вылечил 27-летнего депрессивного фермера, используя только электрическую стимуляцию.

Эксперименты Алдини с электричеством стали началом долгого и известного эпизода в истории психиатрии. Шоковая терапия (электросудорожная терапия), для которой требовались достаточно сильные токи, чтобы вызвать приступы, была введена в конце 1930-х годов, однако, с появлением новых эффективных лекарственных препаратов, а также публичной критикой бесчеловечного применения электрошока у психиатрических пациентов. она вышла из употребления. Тем не менее, хотя методика была в целом не одобрена, нейробиологи все еще изучали ее влияние на животных.

В 1960-х годах ученые обнаружили, что tDCS, который имеет токи, в 1000 раз меньшие по сравнению с током, используемым при электросудорожной терапии, может воздействовать на клетки мозга и помогать при тяжелой депрессии. Но лекарства все еще выглядели более многообещающими в качестве психиатрического лечения, и, таким образом, СБТ был отброшен - снова.

Затем, в 1980-х, электрошоковая терапия получила возрождение. Стало ясно, что она может лечить некоторых пациентов с тяжелой депрессией, для которых лекарства не оказывают никакого эффекта. В то же время возрастал интерес к технике, называемой транскраниальной магнитной стимуляцией (ТМС).

Пациент, проходящий сеанс TMS, не испытывает никакого дискомфорта, и все, что ему нужно сделать, это стоять на месте, пока палочка над черепом генерирует магнитное поле, которое проникает в мозг. Это может облегчить депрессию, а также помочь в реабилитации после инсульта или травмы головы.

В 2000 году Майкл Нитче и Вальтер Паулюс из Геттингенского университета, Германия, сообщили, что tDCS может изменить реакцию человека на магнитную стимуляцию. В то время как клетки мозга стимулируются при TMS, tDCS вызывает более внезапные и очевидные изменения. Интерес нейробиологов к tDCS был возобновлен исследованиями Геттингена.

Тем не менее, практический и общий интерес результаты были получены только после использования здоровых людей, которые были включены только в сравнительные испытания мозга. С тех пор было замечено, что tDCS будет влиять не только на пациентов, но и на здоровых людей. Предварительные результаты показали, что методика может улучшить обучение и память.

Вернуться к военным

В этот момент Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA), являющееся частью Министерства обороны и отвечающее за разработку новых технологий для военного использования, представило исследовательское предложение в области, которую они назвали «Ускоренное обучение». ».

Несмотря на все многообещающие усилия и результаты, цели не всегда были достигнуты, а иногда и наоборот. Это объясняется сложностью мозга, говорит Кларк, и ученые только сейчас имеют технологии, позволяющие функционировать изображениям мозга. Бросок электрического тока в неправильное место вызовет другую реакцию на ту, которую вы хотите получить.

Несмотря на военный интерес и финансирование Министерства обороны, исследование сталкивается с некоторыми проблемами. Для Кларка его исследования не сводятся к тому, чтобы помочь солдату идентифицировать и справиться с угрозой, которая в реальном мире может включать в себя выявление и убийство врага, а скорее к тому, как мозг обнаруживает угрозы.

Однако военные не преследуют тот же идеал, и целью было разработать оружие. По словам Кларка, к тому времени, когда DARPA присудил эксперимент, центр исследований разума (MRN) начал все больше смещаться в сторону разработки инструментов, которые могли бы использовать военные.

«Мне не разрешено говорить то, что обсуждалось, но я могу назвать несколько возможностей», - говорит он. "Устройство, которое делает вражеские войска без сознания или делает их слишком запутанными или грустными, чтобы сражаться.

Есть также оружие, которое изменяет мысли или убеждения, напрямую влияет на принятие решений или создает ощущение «награды» в вашем мозгу за изменение вашего поведения. Также возможно сохранить кого-то в сознании во время пыток. Кларк даже слышал об использовании ETCC для улучшения снайперской подготовки, что он не одобрял.

Кларк потерял свой пост в 2009 году после того, как была обнаружена ошибка в выплате бонусов научным сотрудникам по проекту под руководством DARPA. Кларк говорит, что это было не так серьезно, но в контексте его споров с коллегами о направлении института, этот факт усугубил ситуацию. Это также оттолкнуло его от следующих этапов исследования.

Несколько вариантов финансирования

Исследователь все еще действует в качестве научного руководителя в MRN, но работает в основном в университете. Из-за этого денег не хватает, и он всеми силами пытается получить финансирование, чтобы продолжить свои исследования и не быть связанным с военными.

Фармацевтические компании не заинтересованы в оплате исследований, потому что ETCC не является лекарством и в некоторых случаях конкурирует и может даже иметь большие преимущества. «Он не циркулирует по организму, поэтому он не повлияет на другие органы, которые могут повредить большинство лекарств», - говорит Кларк.

«Это не вызывает привыкания. Если есть проблема, вы можете отключить ее в считанные секунды. Это также дешево ». Эти преимущества, к сожалению, ограничивают возможности исследователей для финансируемых государством организаций (которые не тратят много денег на исследования ETCC), частных оборонных или военных компаний.

В прошлом финансирование DoD создавало инновации, которые оказали огромное влияние на гражданскую жизнь - например, Глобальная система спутникового позиционирования (GPS) или наушники с шумоподавлением, среди многих других технологий, которые сейчас используются в гражданских целях. Тем не менее, ETCC, похоже, не является одним из них.

В настоящее время Кларк собирает деньги, которые позволят ему продолжить свои исследования, чтобы помочь людям - лечить алкоголиков, уменьшать галлюцинации у людей с шизофренией и контролировать импульсивное поведение, связанное с алкогольным синдромом плода. Хотя исследования с ETCC обходятся дешево, получить финансирование сложно.

Другая находка, при которой tDCS также, по-видимому, хорошо работает, связана с болью у пациентов, которые плохо реагируют на обычные болеутоляющие средства, такие как хронические и поврежденные нервы.

В этих случаях целью обычно является моторная кора, и идея состоит в том, чтобы уменьшить признаки боли, что именно и влияет на вашего сына Райана, самую большую мотивацию Кларка для исследования tDCS. Учитывая недавний быстрый рост исследований ETCC, опубликованных в научных журналах, Кларк надеется, что Национальный институт здравоохранения (NIH) сможет финансировать контролируемые исследования и более оснащенные лаборатории.

Кроме того, может случиться так, что военные исследования оружия станут технологиями, которые используются для улучшения умственных способностей гражданского населения, что вызовет революцию в нашем обучении.