Электростимуляция мозга помогает учиться

Чтобы выполнить большой объём умственной работы за короткое время, мы обычно пьём кофе. Иногда — литрами! Некоторым альтернативой кофе служат стимуляторы нервной деятельности — предшественники нейромедиаторов, вещества, улучшающие кровообращение в мозге, и т. д. Однако часто такие способы подстёгивания мозга, во-первых, не всегда достаточно эффективны, а во-вторых, порой чреваты неприятными побочными эффектами.

Исследователи из Университета Вандербильта (США) предлагают свой метод стимуляции способности к обучению — правда, речь пока идёт не столько о готовом устройстве, сколько о принципе. Обучение, как и любая другая психическая функция, сопровождается особой активностью нейронов, причём активность эта будет сосредоточена преимущественно в некоей определённой зоне мозга. Очевидно, что если повлиять на нейронную активность, это скажется и на самой нервной функции. Поэтому понятно, почему Роберт Рейнхарт (Robert Reinhart) и Джеффри Вудмен (Geoffrey Woodman) обратились к транскраниальной электростимуляции: этот метод позволяет без каких-либо операций повлиять на жизнедеятельность выбранного участка мозга.

Исследователи пытались стимулировать среднюю лобную кору, которая, как считается, отвечает за фиксацию ошибок. То есть когда мы пишем, что дважды два равно пяти, а потом бьём себя по лбу, то это срабатывает средняя область лобной коры, в которой в момент обнаружения ошибки появляется специфическая активность. При этом эксперименты на животных показали, что эту активность можно как усиливать, так и подавлять, в зависимости от того, каким электрическим полем действовать на мозг.

Мозг добровольцев стимулировали в течение 20 минут с помощью двух электродов, прикреплённых к голове; сама же стимуляция была настолько мягкой, что человек мог ощутить разве что слабое покалывание или пощипывание в начале сеанса. Таких 20-минутных сеансов было три, причём у некоторых испытуемых полярность электродов была одна, у других — обратная, а третьим вообще ничего не стимулировали (при этом ни одни, ни другие, ни третьи сами не могли отличить разные варианты опыта).

После стимуляции подопытные проходили тест, в котором методом проб и ошибок нужно было выяснить, какая кнопка на игровом пульте соответствует тому или иному цветовому сигналу на мониторе. Тест осложняло то, что в некоторых случаях человек не должен был ничего предпринимать — он видел «сигнал бездействия». Кроме того, задачу нужно было выполнять очень быстро — каждый ответ давать менее чем за секунду, поэтому возможностей для ошибок было уйма.

Результаты оказались вполне положительными: электростимуляция «центра ошибок» в большинстве случаев повышала его активность (если говорить точнее, в 75% случаев), а это, в свою очередь, уменьшало само число ошибок и улучшало способность учиться на собственных промахах. Но результат строго зависел от полярности электрического поля: если полярность меняли, эффект был обратный — активность коры уменьшалась и количество ошибок в задании увеличивалось. Причём эффект стимуляции, по словам авторов работы, был больше, чем при использовании каких-либо веществ или психологических ухищрений, длился около пяти часов и распространялся на другие задачи.

Способность выявлять собственные ошибки и учиться на них лежит в основе любого обучения, так что, по-видимому, с помощью транскраниальной электростимуляции можно и впрямь поднять общую обучаемость. Кроме того, этот метод можно использовать в терапии некоторых психоневрологических болезней, при которых сильно ослабляются высшие когнитивные функции.

Стоит также добавить, что стимуляция мозга как способ активировать те или иные психические функции в последнее время пользуется большой популярностью. Скажем, год назад мы писали, как с помощью электростимуляции можно повысить креативность, а совсем недавно оказалось, что, стимулируя мозг, можно вернуть сознание бессознательным больным (правда, в этом случае речь шла о магнитной стимуляции).

Результаты исследования опубликованы в Journal of Neuroscience.

Подготовлено по материалам Университета Вандербильта. Фото на заставке принадлежит Shutterstock.