Исследователи повышают умственные функции человека с помощью стимуляции мозга

В пилотном исследовании на людях исследователи из Медицинской школы Университета Миннесоты и Массачусетской больницы общего профиля показали, что можно улучшить конкретные функции человеческого мозга, связанные с самоконтролем и умственной гибкостью, путем объединения искусственного интеллекта с целенаправленной электрической стимуляцией мозга, сообщает издание MedicalXpress.

 
  Алик Уидж, доктор медицинских наук, доктор философии, доцент психиатрии и член команды медицинских открытий по зависимости в Медицинской школе Университета Нью-Йорка, является старшим автором исследования, опубликованного в журнале Nature Biomedical Engineering. Результаты получены в результате исследования человека, проведенного в Массачусетской больнице общего профиля в Бостоне среди 12 пациентов, перенесших операцию на головном мозге по поводу эпилепсии—процедуру, в ходе которой сотни крошечных электродов по всему мозгу фиксируют его активность и определяют, где возникают приступы.

В этом исследовании Уидж сотрудничал с Сиднеем Кэшем из Массачусетской больницы общего профиля, доктором медицинских наук, экспертом в области исследований эпилепсии; и Дарином Догерти, доктором медицинских наук, экспертом в области клинической стимуляции мозга. Вместе они определили область мозга внутреннюю капсулу, которая улучшала психические функции пациентов при стимуляции небольшим количеством электрической энергии. Эта часть мозга отвечает за когнитивный контроль процесс перехода от одного образа мыслей или поведения к другому, который нарушается при большинстве психических заболеваний.

“Примером может служить человек с депрессией, который просто не может избавиться от “застрявшей” негативной мысли. Поскольку это так важно для психических заболеваний, поиск способа их улучшения может стать новым мощным способом лечения этих заболеваний”, – сказал Уидж.

Команда разработала алгоритмы, чтобы после стимуляции они могли отслеживать способности пациентов к когнитивному контролю, как по их действиям, так и непосредственно по активности их мозга. Метод контроллера обеспечивал усиление стимуляции всякий раз, когда у пациентов ухудшались результаты лабораторного теста когнитивного контроля.

“Эта система может считывать активность мозга,” расшифровывать “ее, когда у пациента возникают трудности, и применять небольшую электрическую стимуляцию к мозгу, чтобы помочь ему преодолеть эти трудности”, – сказал Уидж. “Аналогия, которую я часто использую, – это электрический велосипед. Когда кто-то крутит педали, но испытывает трудности, велосипед чувствует это и усиливает его. Мы создали эквивалент этого для человеческих умственных функций”.

Это исследование является первым, которое показало, что:

■Специфическая психическая функция человека, связанная с психическим заболеванием, может быть надежно усилена с помощью точно направленной электрической стимуляции;
■Существуют определенные части внутренней структуры мозга капсулы, которые особенно эффективны для улучшения когнитивных функций;
■Алгоритм замкнутого цикла, используемый в качестве контроллера, был в два раза эффективнее, чем стимуляция в произвольное время.
У некоторых пациентов в дополнение к эпилепсии наблюдалась значительная тревожность. Когда им дали стимуляцию, повышающую когнитивные способности, они сообщили, что их беспокойство улучшилось, потому что они смогли больше отвлекаться от своих страданий и сосредоточиться на том, чего они хотели.

Видж говорит, что это говорит о том, что этот метод может быть использован для лечения пациентов с тяжелой и устойчивой к лекарствам тревогой, депрессией или другими расстройствами.

“Это может быть совершенно новый подход в лечении психических заболеваний. Вместо того, чтобы пытаться подавлять симптомы, мы могли бы дать пациентам инструмент, который позволит им контролировать свой собственный разум”, – сказал Уидж. “Мы могли бы посадить их обратно на водительское сиденье и дать им почувствовать новое чувство свободы”.

В настоящее время исследовательская группа готовится к клиническим испытаниям. Поскольку цель улучшения когнитивного контроля уже одобрена Управлением по контролю за продуктами питания и лекарствами для глубокой стимуляции мозга, Уидж говорит, что это исследование можно провести с помощью существующих инструментов и устройств как только испытание будет официально одобрено и перевод этой помощи в текущую медицинскую практику может быть быстрым.

“Самое замечательное в этих выводах то, что теперь мы можем провести клинические испытания для дальнейшей демонстрации эффективности, а затем, надеюсь, перейти к оказанию помощи пациентам, устойчивым к лечению, которые отчаянно нуждаются в дополнительных вмешательствах для лечения своих заболеваний”,-сказал Догерти.

med-heal.ru