Ученым удалось повлиять на поведение человека, облучив его голову ультразвуком
Целенаправленное облучение мозга ультразвуком сквозь черепную коробку может влиять на сложное поведение, доказали ученые.
Захватывающие эксперименты проводились в Плимутском университете, их результаты опубликованы в журнале Nature Communications. Объектом внимания исследователей стал центр вознаграждения мозга, или, если точнее, прилежащее ядро — крошечная область, которая активируется, когда мы испытываем что-то приятное, и помогает нам усваивать модели поведения, ведущие к получению награды.
Опыты впервые показали, что его влияние на человеческое поведение можно изменить с помощью транскраниальной ультразвуковой стимуляции (ТУС). Всего лишь минутное воздействие усиливает у испытуемых связь между правильным выбором и вознаграждением.
До сих пор подобных результатов удавалось достичь лишь с помощью хирургических процедур, таких как глубокая стимуляция мозга (DBS), которая предполагает имплантацию электродов непосредственно в мозг. Новое же исследование подтвердило, что ТУС не менее эффективна — и при этом гораздо безопаснее.
Центр вознаграждения
«Десятилетиями прилежащее ядро занимало центральное место в теориях мотивации и обучения с подкреплением. Это узел, где сходятся дофаминовые сигналы и импульсы лимбической системы, регулируя роль вознаграждения в наших решениях, — говорит профессор Эльза Фураньян, директор Центра исследований мозга и визуализации (BRIC) в Плимутском университете, руководившая исследованием. — Нам удалось выявить четкую связь между конкретной чертой обучения, связанной с импульсивностью, и структурой, которая до сих пор была недоступна без хирургического вмешательства. То, что теперь мы можем модулировать эту область неинвазивно и персонализированно, открывает колоссальные возможности для клинического применения».
Исследование стало частью масштабной и новаторской работы, ведущейся в Плимутском университете, по изучению преимуществ ТУС для лечения тревожности и депрессии, зависимостей и других неврологических или психических расстройств. В рамках этого проекта ученые привлекли 26 здоровых участников, которые посетили лабораторию BRIC четыре раза: сначала для планирования вмешательства, а затем для трех сеансов ТУС, направленной на разные области их мозга.
Примерно через 10 минут после облучения участников помещали в сканер, где в течение часа они выполняли серию задач, в то время как научная группа фиксировала изменения в их поведении и мозговой активности. Результаты испытуемых также сравнили с показателями пациентов с двусторонними электродами для глубокой стимуляции мозга, установленными в прилежащее ядро для терапии резистентной нервной анорексии.
Впечатляющие результаты
Результаты показали, что если DBS часто нормализует поисковое поведение, направленное на вознаграждение, то ТУС оказывает противоположный, возбуждающий эффект. Однако в обоих случаях процессы обучения и чувствительность к вознаграждению изменяются.
«Это самое значимое исследование, которое мне довелось возглавить. Нам удалось обнаружить четкую связь между конкретным когнитивным процессом и глубокой структурой мозга, которая до сих пор была недостижима без хирургического вмешательства. Это поворотный момент для нейротехнологий: мы показали, что неинвазивный ультразвуковой метод может влиять на поведение и, возможно, скоро станет способом восстановления психического равновесия», — заключила профессор Фураньян.
