奇点中心的编辑团队不时地从档案中挖掘出瑰宝,并188金宝搏app1.1.94希望再次分享它。它通常是当时很受欢迎的作品,我们认为现在仍然适用。这就是其中一篇文章。它最初是发表的2016年3月6日.希望大家喜欢!

一位认知神经学家和他的团队HRL实验室在加州的马里布,似乎已经实现了不可能。

根据一份新闻稿,该团队“测量了六名商业和军事飞行员的大脑活动模式,然后当他们在真实的飞行模拟器中学习驾驶飞机时,将这些模式传输给新手。”

如果你想象的是人们把知识直接下载到大脑中,就像矩阵一样,很抱歉把蓝色药片递给你——这完全是无稽之谈。

这完全是一种耻辱,因为研究中使用的大脑增强技术——经颅直流电刺激(tDCS),简直就是幻想。

把一些电线和9伏的电池连接起来,你就有了一个最先进的“思考帽”,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有治疗的潜力抑郁症焦虑慢性疼痛强迫症和运动症状帕金森病

一些小型研究——包括HRL实验室的研究——也诱人地表明,这是可能的提高创造力,增强空间学习提高数学能力语言习得甚至引发清醒梦——有时在最初的刺激后几周

“它似乎给了你想要的任何好处,”北卡罗莱纳大学神经生物学家、tdcs辅助认知专家Flavio Frohlich博士说。

听起来好得令人难以置信吗?也许。问它的怀疑者,tDCS唯一擅长的就是给人们一个严重电烧伤

这是高科技人才乘坐的炒作周期列车。以下是事实和虚构——让我们看看这个兔子洞到底有多深。

tDCS是如何工作的?

答案很简单:没有人真正知道。

这项技术提高大脑的效果是偶然发现的。在上个世纪初,博士们开始了一项新的研究。德国Göttingen大学的Walter Paulus和Michael Nitsche在研究运动学习和工作记忆时推广了这项技术。他们小心地将两个电极放置在大脑的运动区域,使用凝胶确保与头皮完全接触。这会产生微弱的电流——大约1或2毫安,低到足以由9伏电池供电。

Can-You-Download-Knowledge-Into-Your-Brain-With-Electricity-11让研究小组惊讶的是,接受刺激的参与者比只接受虚假刺激的参与者学习得更快——虚假刺激是一种安慰剂电击,让他们误以为自己在接受治疗。几乎所有后来的研究都遵循了这个方案,包括前面提到的飞行模拟器研究。

那么大脑发生了什么变化呢?

tDCS电流本身太弱,无法激活神经元;相反,它改变了神经元对刺激做出反应的能力,比如学习一项新任务。有两种类型的刺激:阳极刺激使神经元更容易兴奋,因此更有可能发出信号;阴极刺激使神经元更难发出信号,从而降低了噪音。

通过这种方式,tDCS可以调节选定大脑区域的信噪比,调整信息处理。“微调”这个词在这里很关键。tDCS并不传递有意义的信息——它只是提高了受试者的学习能力。

与此同时,电流使神经元中与可塑性相关的分子发生作用,改变它们对神经递质的反应能力。

但它的意义远不止于此。在另一项研究美国海军研究办公室(Office of Naval Research)的科学家们发现,小鼠体内的tDCS会剥离其DNA上的某些分子标记。这导致神经元分泌更多脑源性神经营养因子(脑源性神经营养因子),一种主要的增强活力的蛋白质,可促进突触可塑性和新神经元的诞生,滋养大脑。

这些分子变化可能是为什么tDCS具有持续数周的持久影响的原因,作者在他们的

也就是说,目前不可能以这种方式用tDCS精确瞄准神经网络光遗传学可以。电流只在大脑皮层的浅层流动,很少到达更深的大脑区域,如海马体,学习和记忆的中心。

在刺激过程中,大脑的其他部分发生了什么?我和你一样不知道。

提高或破产

考虑到tDCS工作方式的不确定性,它并不总是工作也就不足为奇了。

过去的几项元分析对这项技术提升大脑的能力提出了严重的质疑。这两篇论文都来自墨尔本大学,发现,单会话tDCS具有很少甚至没有“对健康年轻志愿者的执行功能、语言或记忆的可靠影响。

也有令人沮丧的报告称,在某些情况下,电击大脑会阻碍认知能力。

去年,Frohlich和他的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对他们的大脑额叶区域进行20分钟的电击——具体来说,是涉及灵活思维和高级推理的前额叶皮层。当再次测试时,接受tDCS的人比未受刺激的对照组表现更差。

另一个团队发现尽管tDCS可以加快学习过程——将埃及式符号与数字联系起来——但它削弱了志愿者在随后的测试中自动使用新知识的能力。作者被称为他们的发现是“认知增强的心理成本”。

红色药丸

尽管存在潜在风险,但对该技术的乐观情绪依然高涨。

tDCS的承诺是如此的伟大特色在著名的学术期刊上发表自然本周,科学家们警告人们不要过度热衷于DIY,生物黑客们已经可以以150美元的价格买到。

Frohlich说,刺激很容易,但做对就不容易了。市面上的电极装置是不受监管的,要正确放置电极而不伤到头皮,至少需要一些培训。

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

“人们很可能正在损害自己的大脑,”Frohlich说。

就目前而言,这些好处不值得冒这个险。然而,随着故事的继续,这种情况可能会改变。

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

Can-You-Download-Knowledge-Into-Your-Brain-With-Electricity-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:使用磁场调节大脑活动的经颅磁刺激(TMS)已经被用于就是沟通在那里,科学家们用编码器记录下的脑电波刺激接受者的大脑。

有很多争议,但是初步(出版)的结果表明编码器的脑电波包含了足够的信息来引起接收者的特定运动反应,比如以某种方式移动他的手。

现在想象一下,一位专家的脑电波“教”一个新手完成复杂的任务。

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

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“下载知识”或“程序学习”直接输入我们的大脑。

我们会学得非常非常快。


图片来源:Shutterstock.com

范雪来是一位神经科学家出身的科学作家。她在英属哥伦比亚大学完成了神经科学博士学位,在那里她开发了神经退化的新疗法。在研究生物大脑时,她对人工智能和所有生物技术着迷。毕业后,她前往加州大学旧金山分校研究血液因子,以恢复衰老的大脑活力。她是…

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