В байку про то, что среднестатистический человек использует мозг только на 10%, уже никто давно не верит. Но в скрытые резервы мозга верят все. И сегодня все чаще люди задумываются над тем, как эти резервы задействовать. Неудивительно, что все более популярными становятся методы «биохакинга мозга», например, метод транскраниальной стимуляции. По мнению его приверженцев, он позволяет улучшить память, концентрацию внимания, скорость реакции, способность принимать решения, усилить математические способности и многое другое, о чем мы пока даже не догадываемся. MedAboutMe разбирался, действительно ли можно стимулировать мозг и стать сверхчеловеком?
Транскраниальная электростимуляция головного мозга
Первые попытки воздействовать на головной мозг живого существа (в том числе и человека) проводились еще в XIX веке. Идея такого воздействия заключалась в том, что при помощи слабых электротоков можно и активировать, и тормозить работу нейронов головного мозга, и тем самым управлять процессами, в нем протекающими.
Метод неинвазивного воздействия слабыми токами на головной мозг получил название «транскраниальная электростимуляция» (ТКЭС, ТЭС или TES в англоязычном варианте). Неинвазивным метод является потому, что стимуляция проводится при помощи пары электродов, которые накладываются на череп животного или человека.
Разновидностью ТЭС является метод мезодиэнцефальной модуляции (МДМ). При этом электроды располагаются так, а сила тока подбирается таким образом, чтобы воздействовать на средний мозг (мезенцефалон) и промежуточный мозг (диенцефалон).
Отдельно говорят о глубокой ТЭС — электроды в этом случае имплантированы в голову человека в постоянном режиме. Бывает еще ТМС — транскраниальная магнитная стимуляция, при этом воздействие осуществляется при помощи магнитного поля.
От всех этих методов следует отличать намного более жесткий метод воздействия — электросудорожную (электрошоковую) терапию, когда под действием электротока развиваются судорожные явления в тканях мозга. Воздействие это более сильное, но и имеет высокий риск развития побочных эффектов, что во времена не столь отдаленные создало этому методу дурную славу.
Процесс стимуляции мозга
Как происходит процесс транскраниальной электростимуляции головного мозга? На голове человека размещаются два электрода: анод (положительно заряженный) и катод (отрицательно заряженный). Один из электродов располагается непосредственно над той областью мозга, которую предполагается стимулировать. Другой устанавливается на другой стороне головы, чтобы сформировать электрическую цепь.
При этом есть возможность менять следующие характеристики: место расположения электродов, продолжительность стимуляции, а также вид тока (постоянный или переменный, с заданной частотой или со случайной и др.).
При воздействии слабых токов на нейроны возможно развитие двух противоположных эффектов:
- долговременная потенциация синапсов (мест контакта между двумя нейронами) — происходит усиление синаптической передачи, повышение активности в этой зоне;
- долговременная депрессия синапсов — интенсивность синаптической передачи импульса снижается, активность мозга в заданном участке уменьшается.
Изменение активности нейронов происходит из-за уменьшения или увеличения мембранного потенциала нервных клеток. То есть, ТЭС не возбуждает (и не тормозит) нейроны в прямом смысле этого слова, но она их делает более (или менее) склонными к возбуждению.
Правда, в последние годы ученые склоняются к мысли о том, что механизм действия ТЭС намного сложнее. Возможно, что речь идет об эпигенетическом воздействии электротока, то есть, меняется активность определенных генов, которые кодируют те или иные белки, необходимые для формирования воспоминаний или решения задач.
ТЭС и болезни
Методы транскраниальной стимуляции сегодня находят применение в медицине. В нашей стране для активации отдельных участков нейроэндокринной системы используется метод мезодиэнцефальной модуляции. Эксперты ЦКБ РАН выделяют следующие эффекты МДМ, которые можно использовать при различных болезнях и патологических состояниях:
- Снижение уровня стресса при подготовке к операции и послеоперационом периоде, при обострениях хронических патологий, протекающих с неврозами, депрессивными состояниями и др.
- Ускорение процессов заживления в период реабилитации после инфаркта миокарда, инсульта, ожогов, язвы желудка и двенадцатиперстной кишки, при переломах и др., а также профилактика осложнений после перечисленных заболеваний.
- Уменьшение болевого синдрома. По оценкам экспертов, МДМ позволяет сократить объёмы анальгетиков при некоторых болезненных состояниях на 40-60%.
- Профилактика обострений различных хронических патологий при гипертонии, диабете, артритах, астме, болезнях желудочно-кишечного тракта.
- Усиление эффекта при приеме некоторых лекарственных средств (анальгетиков, гипотензивных препаратов, противовоспалительных и др.).
Также опубликовано значительное число исследований, указывающих на наличие определенного эффекта при применении методов ТЭС для лечения людей с энурезом, с различными дорсопатиями, пародонтитом, гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью, алкогольной энцефалопатией и др.
Следует подчеркнуть, что во всех вышеперечисленных случаях ТЭС используется исключительно как дополнительный метод, помимо основной терапии, назначенной врачом.
ТЭС как метод биохакинга
Значительный интерес в последние годы методы ТЭС вызывают у поклонников так называемого биохакинга — здоровых людей, которые при помощи различных способов хотят заставить свой (или чужой) организм выйти за пределы среднестатистических способностей, данных от природы. Среди методов биохакинга — лекарства и БАД, различные компоненты ЗОЖ, психопрактики... А теперь и ТЭС.
По оценкам экспертов, в экспериментах на улучшение концентрации внимания, памяти, скорости реакции, математических способностей на сегодняшний день уже приняли участие более 10 тысяч здоровых человек по всему миру, в том числе и детей. «Прокачивать мозг» пытаются и взрослые люди, надеющиеся достигнуть новых интеллектуальных высот, и спортсмены, которые хотят разбудить в себе скрытые физические резервы, и увлеченные родители, желающие вырастить из детей гениев.
Так, если верить опубликованным данным об успешном проведении исследований по воздействию ТЭС на мозг человека, можно прийти к следующим выводам:
- Методы ТЭС улучшают вербальную память. Данный эффект в одном из экспериментов составил 20% и держался почти 2 месяца.
- Методы ТЭС увеличивают концентрацию внимания.
- Методы ТЭС позволяют незначительно уменьшить продолжительность сна, при этом без увеличения сонливости и усталости после подъема.
Подчеркнем, что речь идет об отдельных экспериментах, в каждом из которых участвовало всего несколько десятков человек.
Самый большой миф о ТЭС
У некоторых ученых эффективность ТЭС вызывает большие сомнения. В 2016 году американский профессор Дьердь Бузаки рассказал о результатах транскраниальной электростимуляции, проведенной на трупе человека. Он имплантировал 200 электродов под череп и «стимулировал» мозг трупа транскранильным переменным током. Оказалось, что 90% заряда распределилось по черепу, а до имплантированных электродов почти ничего не дошло. В ответ на предъявленные Бузаки доказательства неэффективности метода, приверженцы ТЭС заявили, что суть не в том, чтобы стимулировать активность мозга в определенной зоне, а чтобы повысить вероятность активности нейронов в ответ на конкретные действия — решение задач, например.
Впрочем, ряд исследований показывают, что и с повышением вероятности не все гладко. Люди, которые изначально неплохо решают математические задачки — лучше стимулируются путем ТЭС, а те, у кого с этим были проблемы, не показывают особого улучшения.
Известно также понятие пластичности, то есть способность мозга отзываться на такую стимуляцию — у детей этот показатель намного выше, говорят, что их мозг «более пластичен». А это значит, что стимуляция для них будет более эффективной. Теоретически.
Собственно, главная проблема всех методов, связанных с электростимуляцией головного мозга, заключается в том, что пока никто из ученых не может четко объяснить: как эти методы работают. А пока до конца неясны процессы, происходящие в тканях мозга, ученые и врачи не могут управлять ими.
Сегодня электростимуляция мозга происходит практически наугад. Нет никакой гарантии, что метод, показавший неплохие результаты на выборке из 100 человек, сработает на одном — обычном, среднестатистическом представителе Homo sapiens. Отсюда вытекают и этические нюансы применения электростимуляции головного мозга в отношении здоровых людей, и особенно детей.
Область воздействия и побочные эффекты
Есть еще один нюанс: если предположить, что воздействие на мозг при обработке его слабыми токами транскраниально все-таки имеется, где гарантия, что эти токи не будут заодно стимулировать и другие области мозга, расположенные рядом с «целью»? Например, поклонники биохакинга заинтересованы в стимуляции дорсолатеральной части префронтальной коры, которая является областью кратковременной памяти. И есть даже исследования, подтверждающие эффективность ее стимуляции у детей. Однако, стимуляция этой области также меняет склонность к принятию рискованных решений, что, как было недавно доказано, связано с преступными наклонностями человека.
То есть, попытка стимулировать те или иные способности человека может привести к развитию неожиданных побочных эффектов. Особенно этот вопрос актуален с точки зрения долгосрочных последствий применения ТЭС у маленьких детей с их пластичным мозгом.
Впрочем, эксперименты Бузаки несут в себе и положительную информацию. По данным ученого, воздействие электротоков на мозг так мало, что метод ТЭС безопасен для человека. Если ли эффект от их применения или это очередное проявление плацебо — по крайней мере, он не вредит любителям биохакинга. А в будущем ученые возможно найдут способ более точечно и более эффективно стимулировать мозг.
