Учените са открили, че ултразвукова стимулация на мозъка повишава способността на хората за възприемане на изображения и звуци. Разширените сензорни възможности позволяват да се чува и вижда много повече от обикновено.
Доц. Уилям Тайлър от научноизследователския институт Virginia Tech Carilion, изучава въздействието на ултразвука върху мозъчните области, отговорни за обработката на тактилни сензорни сигнали. Както е известно, делфините, прилепите, богомолките и други живи организми използват ултразвука като инструмент от сензорната система. Изследването на Уилям Тайлър показва, че ултразвукът, насочен към определен участък от мозъка, също може съществено да засили възприятието на човека.
Учените са използвали техника за транскраниална мозъчна стимулация на нискоинтензивни ултразвукови вълни. Тази технология не изисква хирургични операции (ултразвукът лесно преминава през костите на черепа) и позволява да се стимулират относително малки мозъчни участъци – с размер около 1 см. С помощта на транскраниална стимулация изследователите вече са успявали да подобрят запомнянето и творческите способности. Сега, както се оказало, ултразвукът може да осигури безпрецедентно подобрение на способностите на мозъка да обработва сензорна информация.
В хода на експериментите учените насочили лъч фокусиран ултразвук в областта от кората на главния мозък, която обработва сензорната тактилна информация, получена от ръцете. За да стимулират средния нерв, преминаващ през китката, учените поставили на китката малък електрод. Мозъчната реакция на импулсите, изпращани от електрода, се записвала с електроенцефалограф.
Учените открили, че ултразвукът отслабвал мозъчните вълни, отговарящи за кодирането на тактилните усещания. Очаквайки снижаване на чувствителността на сетивата, учените провели редица класически тестове за възприятие – тест за разпознаване на близки обекти (две точки), както и тест за разпознаване на честотите на различни звукови сигнали.
Резултатите се оказали неочаквани – ултразвуковата стимулация значително подобрила способността да се различават предмети и звуци. „Резултатите от експериментите ни удивиха – казва Уилям Тайлър. – Независимо че мозъчните вълни, свързани с тактилната стимулация, отслабваха, хората започнаха да усещат много по-ясно всичко.“
Защо потискането на мозъчната реакция към сензорната стимулация засилва възприятието? Засега точен отговор на този въпрос няма, но Тайлър смята, че ултразвукът влияе на неврологичния баланс.
Ултразвуковата стимулация изменя съотношението на синаптичното възбуждане и потискане между съседни неврони в пределите на кората на главния мозък. Изменението на баланса на възбуждане, обработка и потискане на сензорните стимули предотвратява разпространението на възбуждане в мозъчната кора и в резултат се наблюдава подобрение на възприятието.
Въз основа на изводите на даденото изследване учените смятат, че ултразвукът има по-голяма пространствена разделителна способност в сравнение с двата други неинвазивни вида стимулация – транкраниалната магнитна стимулация и транкраниалната пряка стимулация с електрически импулс (чрез електроди).
Изследването на Тайлър и колегите му се намира в основата на разработката на нови безопасни, но ефективни неинвазивни способи за управление на обработката на потока информация, постъпващ в човешкия мозък. В бъдеще това ще позволи гъвкаво да се регулират възможностите на нашия мозък в зависимост от текущите потребности.
Освен това новата технология може да се използва за високочестотна активация на конкретни невронни мрежи. Това е необходимо за лечението на цяла редица невродегенеративни и поведенчески разстройства и психически заболявания.
Транкраниалната стимулация с ултразвук ще помогне и да се изследва функцията на здравия човешки мозък и да се отгори на важни въпроси – по какъв начин протичат мисленето, познанието, вземането на решения и т.н.
