Ум человека улучшили с помощью стимуляции мозга

Учёные из Медицинской школы Университета Миннесоты и Массачусетской больницы общего профиля показали в пробном исследовании с участием людей, что определённые функции человеческого мозга, связанные с самоконтролем и гибкостью ума, можно улучшить.

Достичь этого интригующего результата удалось, объединив возможности искусственного интеллекта и прицельной электрической стимуляции мозга.

Исследование проводилось с участием 12 пациентов, перенёсших операцию на головном мозге из-за эпилепсии. Во время этой процедуры им внедрили в мозг сотни крошечных электродов. Они размещаются по всему мозгу для регистрации его активности и определения места возникновения судорожного очага.

Учёные определили область мозга, улучшающую при стимуляции слабым током психические функции пациентов. Эта часть мозга — внутренняя капсула — отвечает за когнитивный контроль, процесс перехода от одного образа мышления или поведения к другому, который нарушается при большинстве психических заболеваний.

"Примером может быть человек с депрессией, который не может избавиться от "застрявшей" в голове негативной мысли. Поскольку [когнитивный контроль] играет ключевую роль в психических заболеваниях, поиск способа его улучшения может стать новым действенным методом лечения этих болезней", – сообщил ведущий автор работы доктор Алик Видж (Alik Widge) из Университета Миннесоты.

Исследовательская группа разработала алгоритмы, отслеживающие способности пациентов к когнитивному контролю, как по их действиям, так и непосредственно по их мозговой активности.

Когда пациенты хуже выполняли лабораторные тесты на когнитивный контроль, искусственный интеллект считывал это и усиливал электрическую стимуляцию их мозга.

"Эта система может считывать активность мозга и расшифровывать её. Когда у пациента возникают трудности, она применяет небольшой электрический импульс к мозгу, чтобы помочь ему преодолеть эту трудность, – объясняет Видж. – Я часто использую аналогию с электрическим велосипедом. Когда кто-то крутит педали, но делает это с трудом, велосипед это считывает и "помогает" человеку. Мы создали аналог такой системы для психических функций человека".

Это исследование впервые показало, что:

• Определённая психическая функция человека, связанная с психическим заболеванием, может быть надёжно улучшена с помощью точно направленной электрической стимуляции;
• В структуре внутренней капсулы мозга есть определённые участки, которые особенно эффективны с точки зрения улучшения когнитивных функций;
• Алгоритм с обратной связью, используемый в качестве контролёра, был вдвое эффективнее, чем периодическая стимуляция в случайные моменты времени.

Некоторые пациенты помимо эпилепсии имели сильную тревожность. Это неудивительно, учитывая, какие сложности порождает их основное заболевание.

Когда пациенты получали стимулирующую когнитивную стимуляцию, они сообщали, что их тревожность уменьшалась. Им было легче отвлечься от своих переживаний и сосредоточиться на том, чего они хотели.

Авторы работы говорят, что этот метод в будущем можно будет использовать для лечения пациентов с тяжёлой и устойчивой к лекарствам тревожностью, депрессией или другими расстройствами.

​Незамедлительный эффект: мозговой имплантат справился с тяжёлой депрессией читайте также

"Это может быть совершенно новый подход к лечению психических заболеваний. Вместо того чтобы пытаться подавить симптомы, мы могли бы дать пациентам инструмент, который позволял им управлять своим собственным сознанием, – добавил доктор Видж. – Мы могли бы вернуть их на место "пилота" и позволить им ощутить новое чувство контроля над своим сознанием".

Сейчас исследователи готовятся к клиническим испытаниям нового метода. Они отмечают, что это исследование может быть выполнено с помощью уже существующих инструментов и устройств. Это значит, что после официального одобрения испытаний системы на пациентах, перевод этого вида помощи в современную медицинскую практику будет быстрым.

Стоит отметить, что испытания нового метода усиления умственных способней получили грант Армейской исследовательской организации США. Это говорит о том, что перспектива искусственного улучшения внимания и гибкости ума интересна не только в качестве "лекарства" для нуждающихся, но и как потенциальная военная технология, улучшающая способности солдат.

Работа американских исследователей была опубликована в издании Nature Biomedical Engineering.

Ранее мы писали о том, что электрическая стимуляция мозга помогла невыспавшимся солдатам решать сложные задачи, а также о том, что стимуляция обоняния поможет справиться с болезнями Паркинсона и Альцгеймера.

Больше новостей из мира науки и медицины вы найдёте в разделах "Наука" и "Медицина" на медиаплатформе "Смотрим".