一位认知神经科学家和他的团队HRL实验室在加利福尼亚州马利布,似乎已经取得了不可能的。

根据新闻稿该团队“测量了6名商业和军事飞行员的大脑活动模式,然后将这些模式传送给在真实飞行模拟器中学习驾驶飞机的新受试者。”

如果你想象人们将知识直接下载到大脑中,就像《黑客帝国》那样,对不起,给你蓝色药丸——这完全是胡说八道。

这是一种总羞耻,因为在研究中使用的脑升压技术 - 经颅直流刺激,或TDC,没有幻想。

用9伏电池连接一些电线,你就有了一个最先进的“思考帽”,它可以激活你选择的大脑区域。通过直接修补大脑的电场——不需要手术——tDCS有治疗的潜力沮丧,焦虑,慢性疼痛,oc和运动症状帕金森病了

少数小型研究 - 包括HRL实验室研究 - 也表明它可以提高创造力, 提高空间学习,提高数学能力语言习得甚至引发清醒的梦想- 有时初始刺激后几周

“它似乎能给你任何你想要的好处,”北卡罗来纳大学的神经生理学家Flavio Frehlich博士和TDCS辅助认知专家。

听起来好得令人难以置信?也许。问其疑惑,唯一的TDC擅长善于给人们讨厌的电气燃烧

这是高科技的大脑在炒作的循环列车上获得。这里是事实和虚构——让我们看看这个兔子洞到底有多深。

tDCS如何工作?

答案很简单:没有人真正知道。

这项技术的脑促进效果被偶然发现。在上个世纪之交,博士。沃尔特Paulus和Michael Nitsche在德国大学,在学习电机学习和工作记忆时推广了该技术。他们用凝胶仔细地将两个电极放在大脑的电机区域上,以确保与头皮完全接触。这产生了弱电流 - 约1或2毫安,足够低,以供电由9伏电池供电。

Can-You-Download-Knowledge-Into-Your-Brain-With-Electricity-11让团队惊讶的是,接受刺激的参与者比那些只接受虚假刺激的人学习得更快——虚假刺激是一种安慰剂效应,让他们以为自己正在接受治疗。几乎所有后来的研究都遵循这个方案,包括前述的飞行模拟器研究。

那么大脑发生了什么事?

TDCS电流本身过于薄弱,不能激活神经元;相反,它改变了神经元响应刺激的能力,例如学习新任务。有两种类型的刺激:anoodal刺激素质是神经元更易于激发,从而更容易发射,升压信号;阴极刺激使神经元难以发射,降低噪音。

通过这种方式,tDCS可以调节选定脑区的信噪比,并调整信息处理。“微调”是关键。tDCS不能传递有意义的信息——它只能提高被试的学习能力。

同时,当前将可塑性相关分子的神经元中的作用,改变了它们对神经递质的能力。

但它比这更深。在一项研究本周早些时候发布,海军研究办公室的科学家发现,小鼠中的TDCS在其DNA上脱离某些分子标记。这导致神经元更多脑源性神经营养因子(脑衍生的神经营养因子)是一种主要的活力促进蛋白质,可促进突触可塑性和新神经元的诞生并培养大脑。

这些分子变化可能是为什么TDCS在几周内徘徊的效果持久的效果,提出了他们的作者

也就是说,它目前无法用TDC精确地定位神经网络Optimetics.可以。这种电流只在大脑皮层的浅层流动,很少能到达大脑的深层区域,比如学习和记忆的中枢海马体。

在刺激过程中,大脑的其他部分会发生什么?我和你一样不知道。

提升或胸围

考虑到tDCS工作方式的不确定性,它并不总是有效也许并不令人惊讶。

过去的几项荟萃分析对这项技术的脑力提升能力提出了严重质疑。两篇这样的论文,都来自墨尔本大学,发现了单一会话TDCS“小到没有“对健康年轻志愿者的执行功能、语言或记忆有可靠的影响。”

还有令人沮丧的报道,在某些情况下,炸传脑阻碍了认知。

去年,Frohlich和同事发表一份报告表明刺激会降低智商分数。他的团队测量了40名健康志愿者的智商,然后用假的或真的tDCS刺激他们的大脑额叶区域20分钟——具体来说,前额叶皮质涉及灵活思考和更高的推理。重新测试时,接受tDCS的人比没有接受刺激的对照组表现更差。

另一个团队发现尽管TDC可以加快学习过程 - 将与数字相关的埃及的符号关联 - 它在随后的测试中使用这种新知识自动损失了志愿者。作者配音他们的发现是“认知增强的心理代价”。

红色丸

尽管潜在的危险,但技术乐观仍然是天空高。

TDC是如此伟大的承诺特色在著名的学术期刊上自然本周,随着科学家们警告过多的DIY使用,已经可以商业地商业地购买了大约150美元的流行音乐。

弗罗里希说:刺激容易,但正确地去做却不容易。市面上可买到的装置不受监管,而且至少需要一些训练才能正确放置电极而不伤及头皮。

由于我们仍然不了解tDCS的长期影响(更不用说潜在的副作用),现在就说这项技术完全安全还为时过早。

弗罗里希说:“人们可能正在损害他们的大脑。”

现在,福利不值得风险。然而,由于故事继续,这可能会改变。

电极一直在变小,这使得更精确地调节大脑活动变得越来越可能。虽然目前很难想象tDCS只针对少数神经网络,但可以想象下一代非侵入性脑刺激可以显著提高特异性。

可以 - 您下载 - 知识 - 您的大脑与电力-7更具体的大脑刺激意味着更具体的行为结果。

已经有迹象表明这种可能性:经颅磁刺激(TMS),利用磁场来调节大脑活动,已经被用于就是沟通在那里,科学家们用一个执行简单任务的编码器记录下来的脑电图波来刺激接受者的大脑。

有很多争议,但是初步(已发布)结果表明编码器的脑波包含足够的信息,以导致接收器中的特定电机响应,例如以某种方式移动他的手。

现在想象一下专家的大脑挥手“教导”在复杂任务上的新手。

在这里,tDCS会让新手的大脑更好地编码和检索新信息。事实上,这就是新闻稿前面提到的暗示:专家飞行员的脑电波帮助新手掌握飞行模拟器。

但事实并非如此——该研究中使用的tDCS是普通的稳定电流,而不是花哨的脑电图记录。但几十年后呢?我们可能仍然无法将“知识下载”或“程序学习”直接输入我们的大脑。

我们学得很快,很快。


图片来源:Shutterstock.com

Shelly Xuelai Fan是一个神经科学家转向科学作家。她在不列颠哥伦比亚省大学的神经科学中完成了博士学位,在那里她开发了新的神经变性治疗方法。在研究生物脑的同时,她对AI和所有东西都很着迷。毕业后,她搬到了UCSF,研究了恢复老年大脑的基于血液的因素。她是 ...

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