Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Как стимуляция мозга может сделать умнее

Ученые из Университета Макгилл (McGill University) и HRL Laboratories нашли способ на 40% ускорить ассоциативное обучение путем неинвазивной транскраниальной стимуляции мозга (transcranial direct-current stimulation, tDCS). Примечательно, что исследование спонсировалось Управлением перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA). Его результаты были опубликованы в октябре 2017 года в журнале Current Biology.

как стимуляция мозга может сделать умнее

Исследователи обнаружили, что во время стимуляции префронтальной коры постоянным электрическим током происходят изменения функциональных связей между различными областями головного мозга, что значительно увеличивает скорость обучения у приматов.

Автор исследования, Прэйвин Пилли (Praveen Pilly), специалист в области нейробиологии и биомедицинского инжиниринга, ранее занимался изучением свойств разных типов нейронов и их влиянием на внимание, память, процесс обучения и усвоения информации. В нынешнем эксперименте, проведенном на макаках, он применил неинвазивное устройство, осуществлявшее стимуляцию током участка мозга, отвечающего за когнитивные функции. Эксперимент, показал, что обучение животных ускорилось после стимуляции при силе тока 2 мА в течение одной секунды.

«В ходе эксперимента мы установили электроды на кожу головы и формировали индивидуальные модели неинвазивной стимуляции префронтальной коры. Эта область мозга контролирует многие ключевые функции, включая принятие решений, когнитивный контроль и контекстную память. Префронтальная кора связана почти со всеми другими кортикальными отделами мозга, и ее стимулирование распространяет эффект на другие участки коры больших полушарий. Поведенческий эффект был подтвержден, когда животные научились быстрее находить награду», - рассказал Пилли.

Поведенческой задачей в этом эксперименте было ассоциативное обучение приматов. Макаки должны были сформировать произвольные ассоциации между визуальными ориентирами и местом, где они получат награду – кусочки еды. Первые попытки поиска еды по визуальным ориентирам заняли около 15 секунд. А после того, как только животное запоминало место получения вознаграждения, ему требовалось приблизительно 2 секунды, чтобы вспомнить ориентиры и найти цель.

Для того, чтобы «заучить» связь между визуальными обозначениями и едой, каждому из испытуемых понадобились в среднем 22 попытки. Однако если во время получения награды использовали tDCS, результаты менялись: под воздействием электростимуляции приматы учились распознавать визуальные обозначения всего за 12 попыток, то есть на 40% быстрее. Это исследование показало, что увеличение скорости обучения обусловлено модулированной связью между различными областями мозга, а не скоростью возбуждения нейронов, как считалось раньше.

Кроме того, исследованием Прайвена Пилли было доказано, что tDCS вызывает низкочастотные колебания в ткани коры больших полушарий, которые изменяют функциональную связь не только между участками, ближайшими к очагу стимуляции, но и между удаленными областями мозга. Эти изменения коррелируют с влиянием tDCS на поведение, управление вниманием, запоминание деталей и другие задачи, связанные с обучением. Ученые считают, что испытанное ими устройство сможет стать доступным для широкого применения уже через 5-10 лет.

Неинвазивная транскраниальная стимуляция префронтальной коры уже неоднократно использовалась в ходе предыдущих исследований в различных целях - от реабилитации после инсульта до попыток улучшения когнитивных способностей мозга. Предыдущие исследования показали, что tDCS может помочь в развитии словесной памяти, когнитивных функций и даже улучшить обучение математике. Другие исследователи считают, что tDCS может быть полезной при лечении депрессии и болезни Паркинсона.

Автор: Юлия Бондарь


Ссылка на источник

Tags: инструменты и методы, исследования, нейробиология, обучение, память
Subscribe

Posts from This Journal “обучение” Tag

promo alev_biz december 4, 20:44 Leave a comment
Buy for 10 tokens
1 декабря отмечался Всемирный день борьбы со СПИДом, учрежденный ВОЗ в 1988 году для повышения осведомленности об эпидемии и как день памяти ее жертв. Впервые болезнь была диагностирована больше 30 лет назад — в 1982 году, но до сих пор ни вакцины, ни метода полного излечения от…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 2 comments