Исследование Медицинской школы UNC предоставило первое прямое доказательство того, что малая доза электрического тока может улучшить определенный мозговой паттерн и повысить креативность в среднем на 7%.4% у здоровых взрослых, согласно общепринятому, хорошо проверенному тесту на креативность.
Это исследование, опубликованное в журнале Cortex, показало, что использование 10-герцового тока, проходящего через электроды, прикрепленные к коже черепа, усиливает естественные альфа-колебания мозга – заметные ритмические паттерны, которые можно увидеть на электроэнцефалограмме или ЭЭГ.
"Это исследование является доказательством правильности концепции," сказал старший автор Флавио Фролих, доктор философии, доцент кафедры психиатрии, клеточной биологии и физиологии, биомедицинской инженерии и неврологии. "Мы представили первое свидетельство того, что именно усиление альфа-колебаний является причинным триггером определенного и сложного поведения – в данном случае креативности. Но наша цель – использовать этот подход, чтобы помочь людям с неврологическими и психическими заболеваниями. Например, есть убедительные доказательства того, что у людей с депрессией нарушены альфа-осцилляции. Если бы мы могли улучшить эти модели мозговой активности, то потенциально могли бы помочь многим людям."
Frohlich, который также является членом Центра нейробиологии UNC, теперь в сотрудничестве с Дэвидом Рубиновым, доктором медицины, заведующим кафедрой психиатрии, использует этот конкретный вид стимуляции мозга в двух клинических испытаниях для людей с большим депрессивным расстройством и предменструальным расстройством. дисфорическое расстройство, или ПМДР – тяжелая форма предменструального синдрома. В настоящее время ведется набор участников для обоих испытаний.
"Тот факт, что нам удалось повысить креативность частотно-зависимым образом – в тщательно проведенном двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании – не означает, что мы определенно можем лечить людей с депрессией," Frohlich предупрежден. "Но если люди с депрессией застряли в образе мышления и не могут должным образом взаимодействовать с реальностью, то мы думаем, что, возможно, усиление альфа-колебаний могло бы стать для них значимой, неинвазивной и недорогой парадигмой лечения – аналогично тому, как оно способствовало развитию творческих способностей у здоровых людей. участники"
Ритмы мозга
В центре исследований Фрелиха находятся нейронные колебания – естественные ритмические электрические паттерны, которые нейроны генерируют и повторяют по всему мозгу. Альфа-колебания происходят в диапазоне частот от 8 до 12 Гц 9 (или циклов в секунду). Они были открыты в 1929 году Гансом Бергером, который изобрел ЭЭГ. Альфа-колебания наиболее заметно возникают, когда мы закрываем глаза и не обращаем внимания на сенсорные стимулы – вещи, которые мы видим, чувствуем, пробуем на вкус, обоняем и слышим.
"Долгое время люди думали, что альфа-волны олицетворяют бездействие мозга," Frohlich сказал. "Но за последние 20 лет мы стали лучше понимать. Наш мозг не тратит энергию зря, создавая эти паттерны. Когда мозг отделен от окружающей среды, он по-прежнему выполняет важные дела."
Когда альфа-колебания заметны, ваши сенсорные сигналы могут быть отключены, когда вы мечтаете, медитируете или выдумываете идеи. Но когда происходит что-то, требующее действий, ваш мозг немедленно перенаправляет внимание на то, что происходит вокруг вас. Вы полностью выходите в онлайн, и альфа-колебания исчезают. Другие колебания на более высоких частотах, такие как гамма-колебания, берут верх.
Зная это, другие исследователи начали связывать альфа-колебания с творчеством. Frohlich намеревался найти доказательства. Его идея была проста. Если бы он мог улучшить ритмические паттерны альфа-колебаний для улучшения творческих способностей, тогда можно было бы усилить альфа-осцилляции, чтобы помочь людям с депрессией и другими состояниями центральной нервной системы, которые, по-видимому, связаны с теми же паттернами мозга.
В течение трех лет его лаборатория использовала компьютерное моделирование и другие эксперименты, чтобы отточить методику улучшения альфа-колебаний.
Для исследования Cortex команда Фрелиха набрала 20 здоровых взрослых людей. Исследователи поместили электроды с каждой стороны лобной части головы каждого участника, а третий электрод – к задней части черепа. Таким образом, стимуляция альфа-колебаний частотой 10 Гц для каждой стороны коры будет согласована. Это ключевое отличие метода Фрелиха от других методов стимуляции мозга.
Каждый участник прошел по два сеанса. Во время одного сеанса исследователи использовали фиктивную стимуляцию частотой 10 Гц всего в течение пяти минут. Участники почувствовали легкое покалывание в начале пяти минут. В течение следующих 25 минут каждый участник продолжал проходить Тест творческого мышления Торранса, всеобъемлющий и часто используемый тест на творчество. В одном задании каждому участнику показывали небольшую часть иллюстрации – иногда просто изогнутую линию на листе бумаги. Участники использовали линию, чтобы завершить иллюстрацию, и написали заголовок, когда закончили.
В другом сеансе каждый участник прошел тот же протокол, за исключением того, что они были стимулированы с частотой 10 Гц в течение всех 30 минут во время выполнения теста Торранса. Ощущение покалывания возникало только в начале стимуляции, поэтому каждый участник не знал, какой сеанс был контрольным.
Поскольку оценка творческих способностей или выставление оценок за тест может включать в себя субъективность, Фролих отправил работу каждого участника в компанию, создавшую тест. "Мы даже не сказали компании, что делаем," Frohlich сказал. "Мы просто попросили их поставить баллы за тесты."
Затем команда Фрёлиха сравнила оценку творческих способностей каждого участника за каждую сессию. Он обнаружил, что во время 30-минутных сеансов стимуляции участники набрали в среднем 7 баллов.На 4 процентных пункта выше, чем во время контрольных сессий.
"Это довольно большая разница, когда дело доходит до творчества," Frohlich сказал. "Несколько участников продемонстрировали невероятные улучшения в творчестве. Это был очень четкий эффект."
Конкретный шаблон
Но возник вопрос. Что, если электрическая стимуляция просто вызывает общий электрический эффект на мозг, независимо от альфа-колебаний?? Чтобы выяснить это, команда Фрелиха провела те же эксперименты, но использовала электрический ток 40 Гц, который попадает в диапазон гамма-частот, обычно связанный с сенсорной обработкой – когда мозг вычисляет то, что мы видим, касаемся или слышим.
"Используя 40 Гц, мы не заметили никакого влияния на творчество," Frohlich сказал. "Эффект, который мы видели, был характерен для 10-герцовых альфа-колебаний. Нет статистического обмана. Вам просто нужно посмотреть на тест каждого участника, чтобы увидеть эти эффекты."
Фролих сказал, что понимает, что некоторые люди могут захотеть извлечь выгоду из такого рода исследований, чтобы повысить творческий потенциал в своей повседневной жизни, но предостерег от этого. "Мы не знаем, есть ли долгосрочные проблемы с безопасностью," он сказал. "Мы провели хорошо контролируемое разовое исследование и обнаружили острый эффект."
"Кроме того, у меня есть серьезные этические опасения по поводу улучшения когнитивных способностей у здоровых взрослых, так же как у любителей спорта могут быть опасения по поводу улучшения спортивных показателей за счет использования препаратов, улучшающих спортивные результаты."
Вместо этого Фролих сосредоточен на лечении людей с депрессией и другими психическими расстройствами, такими как шизофрения, для которых когнитивный дефицит в повседневной жизни является серьезной проблемой.
"Есть люди с когнитивными нарушениями, которые нуждаются в помощи, а иногда нет лекарств, которые помогают, или лекарства имеют серьезные побочные эффекты," Frohlich сказал. "Помогая этим группам людей, мы проводим такие исследования."