Ultradźwięki poprawiają ludzką percepcję czuciową

[KopalniaWiedzy.pl 317]

Naukowcy z Virginia Tech Carilion Research Institute zademonstrowali, że stymulacja ultradźwiękowa części kory odpowiedzialnej za przetwarzanie bodźców dotykowych z dłoni poprawia wyniki osiągane w różnicowaniu czuciowym.

By stymulować nerw pośrodkowy, na nadgarstku umieszczono niewielką elektrodę. Reakcję mózgu oceniano na podstawie EEG. Podczas eksperymentu tuż przed pobudzeniem do wybranego rejonu zaczęto kierować ultradźwięki o niskiej intensywności.

Naukowcy zauważyli, że ultradźwięki zmniejszały sygnał EEG (osłabiały fale odpowiedzialne za odkodowanie stymulacji dotykowej). Później przeprowadzono 2 testy: test czucia dwupunktowego (sprawdzano, do jakiej odległości między punktami człowiek postrzegał 2 odrębne dotknięcia) oraz test wrażliwości na częstotliwość serii dmuchnięć powietrzem.

Okazało się, że osoby stymulowane ultradźwiękami wykazywały znaczącą poprawę w zakresie wykrywania bliżej zlokalizowanych dotknięć oraz niewielkich różnic w częstotliwości kolejnych dmuchnięć. Obserwacje nas zaskoczyły. Mimo że aktywność mózgu związana ze stymulacją dotykową osłabła, ludzie lepiej sobie radzili z wykrywaniem wrażeń - podkreśla William Tyler.

Czemu stłumienie reakcji mózgu na stymulację czuciową poprawiło percepcję? Wydaje się to paradoksalne, ale podejrzewamy, że wykorzystany w studium kształt fali zmienia równowagę synaptycznego hamowania i pobudzenia sąsiadujących neuronów. [...] Zjawisko to zapobiega przestrzennemu rozprzestrzenianiu pobudzenia [...], co skutkuje funkcjonalną poprawą postrzegania.

Gdy akademicy przesuwali strumień ultradźwięków o centymetr od oryginalnej pozycji, efekt zanikał. Oznacza to, że możemy wykorzystać ultradźwięki do namierzenia obszaru mózgu wielkości draży M&M's.

Bazując na wynikach tego i wcześniejszego studium, naukowcy stwierdzili, że ultradźwięki mają lepszą rozdzielczość przestrzenną niż 2 inne wiodące nieinwazyjne metody stymulacji mózgu: przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (ang. transcranial magnetic stimulation, TMS) i przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (ang. Transcranial Direct Current Stimulation, tDCS).

Pogłębienie wiedzy o tym, jak pulsy ultradźwięków wpływają na równowagę hamowania i pobudzenia synaptycznego w wybranych rejonach mózgu, a także jak oddziałują na aktywność lokalnych obwodów vs. połączeń między dalej położonymi obszarami, pomoże nam precyzyjniej zmapować silnie powiązane układy synaptyczne ludzkiego mózgu - twierdzi Wynn Legon.

Naukowcy sądzą, że precyzyjne aktywowanie obwodów będzie można kiedyś wykorzystać w leczeniu chorób neurodegeneracyjnych czy psychicznych oraz zaburzeń behawioralnych. Wspominają także o badaniach funkcjonowania zdrowego ludzkiego mózgu.

« powrót do artykułu