Δυο τριάντα πέντε χρόνια μετά την ανακοίνωση του ιταλικού επιστήμονα Luigi Galvani ότι τα αποσπασμένα πόδια του βατράχου αναποδογυρίζουν σε μια στατική φόρτιση που εφαρμόζεται σε ένα νεύρο, διερευνούμε ακόμα τα μυστήρια αυτού που ονομάζεται "ζωική ηλεκτρική ενέργεια", ειδικά στον εγκέφαλο. Το γεγονός ότι ο εγκέφαλος παράγει ένα κομμάτι της δικής του ηλεκτρικής ενέργειας, το οποίο μπορεί να ανιχνευθεί με ένα ηλεκτροεγκεφαλογράφημα ή το EEG, είναι καλά εδραιωμένο, όπως και το γεγονός ότι ορισμένοι νευροχειρουργοί χρησιμοποιούν μερικές φορές ηλεκτρόδια για την τόνωση βαθιών εγκεφαλικών δομών και να σταματήσουν τους τρόμους του Πάρκινσον. Ωστόσο, οι επιστήμονες διερευνούν τώρα μια ερώτηση που είναι καλά: «Μπορούν οι δόσεις ηλεκτρικής ενέργειας χαμηλής τάσης, που μεταδίδονται μέσω των μαλλιών, του δέρματος και του κρανίου κατευθείαν σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου, καθιστούν ήδη υγιείς ανθρώπους πιο έντονους και πιο επιφυλακτικούς;
Σχετικές αναγνώσεις
Αναβάθμιση του εγκεφάλου σας: Πώς να χρησιμοποιήσετε tDCS, Nootropics και μικρόβια για να αναβαθμίσετε τη λειτουργία του εγκεφάλου σας
ΑγοράΟ Άρον Μπάρμπεϊ, 39χρονος νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Ιλινόις, είναι ηγέτης αυτής της έρευνας, αν και είναι εξαιρετικά επιφυλακτικός όσον αφορά τις προοπτικές του. Αντισταθεί στην ιδέα ότι τα εμπορικά κέντρα και τα αεροδρόμια του αύριο θα διαθέτουν εμπορικούς σταθμούς εγκεφαλικής φόρτισης, ενημερωμένες εκδόσεις των σημερινών στάσεων μασάζ, αλλά αν το μέλλον (ή κάτι τέτοιο) έρθει να περάσει, το έργο του θα έχει διαδραματίσει κρίσιμο ρόλο . Ο Barbey είναι διευθυντής του εργαστηρίου Neuroscience Decision UI στο πανεπιστημιακό Ινστιτούτο Προηγμένης Επιστήμης και Τεχνολογίας του Πανεπιστημίου Beckman και τα πειράματά του φαίνεται να δείχνουν ότι οι σπουδαστές, οι στρατιώτες, τα στελέχη και οι ηλικιωμένοι θα μπορούσαν όλοι να επωφεληθούν από μια θεραπεία που ονομάζεται transcranial direct-current διέγερση (tDCS).
Σε ένα δωμάτιο χωρίς παράθυρα στην Πολεμική Αεροπορία Wright-Patterson, κοντά στο Ντέιτον, στο Οχάιο, βλέπω τον John McIntire, 33χρονο πολιτικό εθελοντή, να δεχτεί tDCS. Στέκεται σε έναν υπολογιστή, κάνοντας κλικ σε μια σειρά από μικροσκοπικά φώτα που αναβοσβήνουν, έναν επίδεσμο γάζας τυλιγμένο κάτω από το πηγούνι του και πάνω από το κεφάλι του. Ο επίδεσμος διατηρεί ένα μικρό σύμπλεγμα ηλεκτροδίων στη θέση του στην πάνω αριστερή πλευρά του κεφαλιού του. Υπάρχει ένα άλλο σύμπλεγμα ηλεκτροδίων στο άνω δεξί χέρι του. Τα καλώδια από ένα μικρό μπλε κουτί στο γραφείο φέρουν ένα αδύναμο ηλεκτρικό φορτίο που ρέει από το κουτί στα ηλεκτρόδια στο κεφάλι του και κάτω από το μυαλό του στα ηλεκτρόδια στο χέρι του. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι το ρεύμα πλήττει μερικές βασικές περιοχές του μέσου εγκεφάλου του, συμπεριλαμβανομένου του locus coeruleus, ο οποίος απελευθερώνει νορεπινεφρίνη και ασχολείται με την προσοχή και την εγρήγορση.
"Νιώθω καλά", λέει ο McIntire στο τέλος της περιόδου των 30 λεπτών. Έζησε οποιεσδήποτε σωματικές αισθήσεις καθώς το ρεύμα περνούσε μέσα από τον εγκέφαλό του; "Όχι", λέει, "δεν μπορώ πραγματικά να πω εάν λαμβάνω τη θεραπεία ή όχι." Επειδή πρόκειται για διπλή-τυφλή μελέτη, ορισμένα υποκείμενα λαμβάνουν sham tDCS, χωρίς ρεύμα. (McIntire πήρε το πραγματικό πράγμα.) Οι ερευνητές λένε ότι δεν έχουν δει σημαντικές παρενέργειες, μόνο μερικές δερματικές ευαισθησίες από τα ηλεκτρόδια. Ορισμένα άτομα που λαμβάνουν tDCS αναφέρουν πονοκεφάλους μετά, αλλά και κάποιες από αυτές που λαμβάνουν ψευδείς θεραπείες.
Η συνεχιζόμενη μελέτη στο Wright-Patterson είναι μια συνεργασία μεταξύ της ομάδας Barbey και του Ερευνητικού Εργαστηρίου Πολεμικής Αεροπορίας (AFRL). Είναι μόνο ένα από τα πολλά πειράματα που έχει ξεκινήσει ο Barbey με σημαντικούς ερευνητικούς συνεργάτες. "Ο στόχος μας είναι να κατανοήσουμε τους νευρικούς μηχανισμούς που αποτελούν τη βάση της ανθρώπινης νοημοσύνης και της λήψης αποφάσεων - πώς η νοημοσύνη και η λήψη αποφάσεων εφαρμόζονται στον εγκέφαλο - και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη γνώση για να αναπτύξουμε αυτές τις νέες παρεμβάσεις".
Δεν είναι δύσκολο να καταλάβουμε γιατί η Πολεμική Αεροπορία θα ενδιαφερόταν για το τι έχει να προσφέρει ο Barbey. Πολλοί από το προσωπικό τους δαπανούν έως και 12 ώρες την ημέρα, έξι μέρες την εβδομάδα, κοιτάζοντας φωτογραφίες των εικόνων παρακολούθησης και προσπαθώντας να εντοπίσουν τα σημάδια τους. Οι έρευνες δείχνουν ότι η απόδοσή τους αρχίζει να μειώνεται μετά από μόλις 20 λεπτά υπηρεσίας. "Έλλειψη στόχων σε καταστάσεις μάχης πραγματικής ζωής είναι μια μεγάλη υπόθεση, διότι αυτό θα μπορούσε να κοστίσει κάποιος τη ζωή τους", λέει ο Andy McKinley, ένας νευροεπιστήμονας του AFRL. "Και πιστεύουμε ότι το tDCS μπορεί να είναι ένα εργαλείο για να βοηθήσει τους αναλυτές, όταν αρχίσουν να κουράζονται, να διατηρούν τις επιδόσεις τους".
Εγγραφείτε στο περιοδικό Smithsonian τώρα για μόλις $ 12
Αυτό το άρθρο είναι μια επιλογή από το τεύχος Μαΐου του περιοδικού Smithsonian
ΑγοράΜέχρι στιγμής, τα ευρήματα είναι ελπιδοφόρα. Σε μια σειρά μελετών που δημοσιεύτηκαν από το 2013 στο NeuroImage, Brain Stimulation και άλλα περιοδικά, μόνο το tDCS αποδείχθηκε ότι μειώνει την κόπωση και βελτιώνει ή διατηρεί την απόδοση. Τα μέλη των υπηρεσιών που έλαβαν το ρεύμα το πρωί ήταν πολύ πιο επιφυλακτικοί και σε εγρήγορση από ό, τι τα άτομα ελέγχου, όταν δοκιμάστηκαν αργά το απόγευμα. Η θεραπεία φάνηκε επίσης να βελτιώνει τις διαθέσεις και τα επίπεδα ενέργειας. Ο McKinley, ο οποίος συνεργάζεται με το tDCS από το 2007, λέει ότι η επίδραση της δόσης των 30 λεπτών tDCS των δύο χιλιομέτρων το πρωί «διαρκεί όλη την ημέρα». (Συγκριτικά, οι σύγχρονες θεραπείες ηλεκτροσπασμοθεραπείας περιλαμβάνουν μέχρι 900 milliamperes). μια σχετιζόμενη μελέτη για την έλλειψη ύπνου AFRL, τα άτομα υποβλήθηκαν σε εγρήγορση για 21 ώρες και στη συνέχεια έλαβαν είτε καφεΐνη, ψευδή tDCS είτε πραγματική tDCS προτού συνεχίσουν τα καθήκοντά τους για άλλες 15 ώρες. Τα μέλη της τρίτης ομάδας κατείχαν δύο φορές την ακρίβεια για την εύρεση στόχων των άλλων δύο ομάδων. Επίσης, ανέφεραν υψηλότερες υποκειμενικές βαθμολογίες διάθεσης και δήλωσαν ότι το tDCS τους έκανε να αισθάνονται ανανεωμένοι.
Το πρωτόκολλο Barbey έχει σχεδιάσει το συνδυασμό του tDCS, της διατροφής και της γνωστικής και σωματικής άσκησης σε ένα ολοκληρωμένο σχήμα με τη δυνατότητα να ενισχύσει τα πάντα, από δεξιότητες μαθηματικών μέχρι αφηρημένη συλλογιστική. Μέσα από τη δουλειά του, ερευνά τη φύση και τη δομή του ανθρώπινου νου και, στη διαδικασία, ρωτά τι σημαίνει πραγματικά να είναι έξυπνος.
**********
Ήταν το έργο του με μια άλλη γενιά μελών της υπηρεσίας που δίδαξε στον Barbey τις περιπλοκές του ανθρώπινου εγκεφάλου. Μεταξύ του 2007 και του 2011 ήταν ερευνητής στο Εθνικό Ινστιτούτο Υγείας, μελετώντας μια ομάδα βετεράνων του Βιετνάμ που είχαν υποστεί εγκεφαλικό τραύμα. Η ζημιά προκλήθηκε από σπαρλένια με χαμηλή ταχύτητα και τραύματα από σφαίρες - περιοριζόταν σε ξεχωριστές περιοχές, πράγμα που σημαίνει ότι οι περισσότερες γνωστικές λειτουργίες τους διατηρήθηκαν. Οι θέσεις και τα μεγέθη των πληγών τους προκάλεσαν διαφορετικά ελλείμματα, συμπεριλαμβανομένων προβλημάτων με μνήμη, γλώσσα και με υψηλότερες γνωστικές λειτουργίες όπως ο σχεδιασμός και η επίλυση προβλημάτων.
Χρησιμοποιώντας μια διαδικασία που ονομάζεται χαρτογράφηση βλάβης, ο Barbey συγκέντρωσε διαγνωστικές εικόνες των εγκεφάλων των βετεράνων και έπειτα ταιριάζει με την ανωμαλία των ανδρών με τα τεκμηριωμένα προβλήματα τους. Το αποτέλεσμα ήταν ένας άτλας του εγκεφάλου που επέτρεψε τη σύνδεση συγκεκριμένων γνωστικών λειτουργιών με τα υποκείμενα νευρωνικά δίκτυα.
Ο John McIntire, ένας 33χρονος ψυχολόγος μηχανικής έρευνας, εθελοντές για διέγερση διακρατικού συνεχούς ρεύματος στη Βάση Πολεμικής Αεροπορίας Wright-Patterson. (Lynn Johnson) 
Τα πειράματα tDCS περιλαμβάνουν την τοποθέτηση ηλεκτροδίων στο κεφάλι και τη μετάδοση ηλεκτρικών δόσεων χαμηλής τάσης που δεν μπορεί να αισθανθεί το ανθρώπινο άτομο. (Lynn Johnson) 
Η McIntire προετοιμάζεται για το tDCS. (Lynn Johnson) 
Ένας συμμετέχων ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Illinois είναι έτοιμος να πάει σε μια μηχανή μαγνητοφώνησης. Οι ερευνητές χρησιμοποιούν αυτά τα δεδομένα για να αναλύσουν τη δομή και τη λειτουργία του εγκεφάλου των ατόμων που λαμβάνουν tDCS. (Lynn Johnson) 
Η θεραπεία έχει σχεδιαστεί για να βελτιώνει την απόδοση σε ένα συγκεκριμένο έργο στο χέρι. Εδώ, τα ερευνητικά θέματα σπουδαστών χρησιμοποιούν ταμπλέτες για να ολοκληρώσουν ένα πρόγραμμα γνωστικής κατάρτισης ως μαθήματα ηλεκτρικού ρεύματος χαμηλού επιπέδου μέσω των μυαλών τους. (Lynn Johnson) 
Ο νευροεπιστήμονας Aron Barbey αντιστέκεται στην ιδέα των σταθμών φόρτισης εγκεφάλου σε εμπορικά κέντρα και αεροδρόμια. Στην πραγματικότητα, θα προτιμούσε να μην κάνει εικασίες για τέτοια πράγματα. (Lynn Johnson) 
Ο Barbey παίρνει ένα διάλειμμα διαλογισμού. Σύμφωνα με την ολιστική προσέγγισή του στον εγκέφαλο, χρειάζεται χρόνο για να διαλογιστεί κάθε μέρα και θεωρεί ότι είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για την αντιμετώπιση των εργασιακών άγχους, όπως η πλοήγηση προτάσεων επιχορηγήσεων. (Lynn Johnson) 
Ο Terry Brann παίρνει για να δοκιμάσει πώς η γυμναστική βελτιώνει τον εγκέφαλο. (Lynn Johnson) 
Οι διατροφικές και γνωστικές ασκήσεις αποτελούν επίσης μέρος του πρωτοκόλλου του Barbey. (Lynn Johnson) 
Οι ερευνητές επεξεργάζονται μια μελέτη για την ικανότητα και τον εγκέφαλο. Τα μέλη της Πολεμικής Αεροπορίας κάνουν καλά μαθήματα επειδή είναι σωματικά κατάλληλα. (Lynn Johnson) 
Η Πολεμική Αεροπορία ενδιαφέρεται για τα πειράματα του Barbey, επειδή το προσωπικό που περιπλανιέται στις οθόνες υπολογιστών μπορεί να χάσει την προσοχή και να κουραστεί. (Lynn Johnson) 
Δεδομένου ότι συγκέντρωσε διαγνωστικές εικόνες από βετεράνους του Βιετνάμ που είχαν υποστεί εγκεφαλικό τραύμα, ο Barbey βρήκε την εμπειρία «απίστευτα βαθιά». (Lynn Johnson) Βασιζόμενη σε αυτή τη γνώση, ο Barbey, με διάφορους συν-συγγραφείς, δημοσίευσε μια τεράστια σειρά εγγράφων που προσδιορίζουν τα δίκτυα του εγκεφάλου για γενική νοημοσύνη, συναισθηματική νοημοσύνη, γνωστική ευελιξία, μνήμη εργασίας και πολλά άλλα. Σε αυτό που θα μπορούσε να θεωρηθεί το αριστούργημα χαρτογράφησης των βλαβών του, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Brain τον Απρίλιο του 2012, ο Barbey και οι συνεργάτες του φιλοτέχνησαν φιλόδοξα μια αρχιτεκτονική για γενική ευφυΐα και εκτελεστικές λειτουργίες-σύνθετες, κατευθυνόμενες από το στόχο συμπεριφορές που περιλαμβάνουν ευρέως διανεμημένα μέρη του εγκεφάλου, συμπεριλαμβανομένου του προμετωπιαίου φλοιού. Η μελέτη αυτή, μια από τις μεγαλύτερες και πληρέστερες εκτιμήσεις του είδους της που διεξήχθη μέχρι σήμερα, αφορούσε 182 βετεράνους του Βιετνάμ και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η νοημοσύνη «αντικατοπτρίζει την ικανότητα αποτελεσματικής ενσωμάτωσης λεκτικών, χωρικών, κινητικών και εκτελεστικών διεργασιών μέσω ενός περιορισμένου συνόλου φλοιωδών συνδέσεων». Ο Barbey και η ομάδα του ήταν σε θέση να εντοπίσουν πολλές από αυτές τις συνδέσεις και να περιγράψουν πώς δούλεψαν.
Η εμπειρία του Barbey με τους βετεράνους τον άφησε πολύ περισσότερο από ένα εντυπωσιακό βιογραφικό σημείωμα. "Ήταν απίστευτα βαθύ, " λέει ο Barbey, ο οποίος τώρα εργάζεται ως συντάκτης ή μέλος του διοικητικού συμβουλίου σε τέσσερα περιοδικά, συμπεριλαμβανομένων των Frontiers in Neuroscience . «Ξοδεύουμε όλο αυτό το διάστημα να αναπτύσσουμε αυτές τις θεωρίες και να σκεφτόμαστε τη φύση του ανθρώπινου μυαλού και πραγματικά να εργαζόμαστε σκληρά για να προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε τη λειτουργία αυτών των δικτύων εγκεφάλου. Και γίνεται αυτή η πολύ επιστημονική, πολύ τεχνική επιχείρηση. Στη συνέχεια όμως, μόλις αρχίσετε να εργάζεστε με άτομα, εργάζεστε με ασθενείς, με βετεράνους του Βιετνάμ, γίνεται αμέσως σαφές ότι διακυβεύεται αυτό το πολύ σημαντικό ζήτημα. Και είναι πραγματικά η βελτίωση της ποιότητας ζωής των ανθρώπων και η εξεύρεση λύσεων σε αυτά τα πολύ δύσκολα προβλήματα που αντιμετωπίζουν. "
Η δυσάρεστη πολυπλοκότητα του ίδιου του εγκεφάλου είναι το μεγαλύτερο εμπόδιο για την αντιμετώπιση τέτοιων προβλημάτων. Ή έτσι φαίνεται. Όμως, αυτή η πολύπλοκη κατάσταση επιτρέπει επίσης στην επιστήμη να βελτιώνει τις επιδόσεις σε ένα ευρύ φάσμα εργασιών - όσο οι ερευνητές γνωρίζουν ποια δίκτυα πρέπει να στοχεύουν. Η τόνωση των σωστών δικτύων, λέει ο Barbey, εξαρτάται από το αν γνωρίζουμε ποιοι συμμετέχουν σε ένα δεδομένο έργο και ότι είναι σε θέση να στοχεύσουν τα δίκτυα αυτά στη σωστή δόση και διάρκεια. "Πώς ξέρουμε αν προωθούμε τις σωστές δομές;" ρωτάει. "Εξαρτάται από την εργασία. Το έργο είναι κρίσιμο. "
Στη μακρά σκιά όσων δεν γνωρίζουμε για τον εγκέφαλο, το tDCS ρίχνει νέο φως στο πώς λειτουργεί. Οι νευρώνες είναι τα μέσα ενημέρωσης για την ηλεκτρική δραστηριότητα στον εγκέφαλο, αλλά όπως επισημαίνει ο Barbey, "υπάρχουν 100 δισεκατομμύρια από αυτούς και έχουν πολλές ιδιότητες που μας ξεφεύγουν." Η έρευνα του Barbey επικεντρώνεται στην ανθρώπινη νοημοσύνη και τη λήψη αποφάσεων. Η νοημοσύνη, λέει, προκύπτει από την αλληλεπίδραση μεταξύ δικτύων πολλαπλών εγκεφάλων, συμπεριλαμβανομένου του κεντρικού εκτελεστικού δικτύου, ενός κατανεμημένου νευρικού συστήματος (ένα είδος ιστού αράχνης 3-D) που είναι γνωστό ότι υποστηρίζει λειτουργίες όπως ο σχεδιασμός, η επίλυση προβλημάτων, λήψη αποφάσης.
Σε ένα τυπικό πείραμα tDCS που στοχεύει στο κεντρικό εκτελεστικό δίκτυο, ο Barbey διευθετεί τα ηλεκτρόδια να στέλνουν το ρεύμα μέσω των μετωπιαίων και των βρεγματικών λοβών καθώς οι υποκείμενοι του εκτελούν εργασία με υπολογιστή. Σε μια τέτοια δοκιμασία, που ονομάζεται n-back εργασία, οι συμμετέχοντες εμφανίζονται γράμματα και πρέπει να θυμούνται αν ταιριάζουν με τα γράμματα που είδαν προηγουμένως.
Ο Barbey λέει ότι το ηλεκτρικό ρεύμα ενισχύει τη διέγερση των νευρώνων που εμπλέκονται στο έργο, καθιστώντας τους πιο πιθανό να πυροδοτήσουν και να ενισχύσουν τις συναπτικές συνδέσεις μεταξύ τους. "Οι νευρώνες που πυροδοτούν μαζί σύρμα", λέει ο Barbey, αναφέροντας ένα αξίωμα από τον θρυλικό καναδικό ψυχολόγο Donald Hebb. Σε ένα έγγραφο του Σεπτεμβρίου 2015, ο επιστήμονας του AFRL, Ryan Jankord και συνεργάτες του ανέφεραν ότι 30 λεπτά tDCS σε αρουραίους "προκάλεσαν μια ισχυρή ενίσχυση" των συνδέσεων μεταξύ των κυττάρων στον ιππόκαμπο που είναι κρίσιμα για τη μάθηση και τη μνήμη.
Στον άνθρωπο, το tDCS φαίνεται επίσης να προσλαμβάνει πρόσθετους νευρώνες που δεν εμπλέκονταν αρχικά σε μια εργασία, δημιουργώντας αυτό που ο Barbey καλεί υπο-δίκτυα που βελτιώνουν την απόδοση. Αλλά δεν υπάρχει τίποτα εγγενώς ευεργετικό για την αύξηση της διέγερσης των νευρώνων, προσθέτει. "Είναι αποτελεσματικό μόνο υπό συγκεκριμένες συνθήκες, όπου παρέχετε ηλεκτρικό ρεύμα σε περιοχές που εμπλέκονται στο έργο". Αυτό είναι ένα βασικό μέρος του τρόπου με τον οποίο διαχειρίζεται το tDCS: Το θέμα πρέπει να χρησιμοποιεί ενεργά τα μέρη του εγκεφάλου. Πάντα προσεκτικός όμως, ο Μπάρμπεϊ τονίζει ότι «οι υποκείμενοι βιοφυσικοί μηχανισμοί δεν είναι καλά χαρακτηρισμένοι». Με άλλα λόγια, οι ερευνητές δεν είναι απολύτως σίγουροι γιατί το tDCS κάνει αυτό που κάνει.
Μερικοί έχουν αμφισβητήσει αν κάνει τίποτα καθόλου. Τον Ιανουάριο του 2015, ο επιστήμονας της Αυστραλίας Jared Horvath και δύο από τους συνεργάτες του δημοσίευσαν μια ανάλυση πάνω από 200 μελέτες tDCS. Το συμπέρασμά τους: "Η ποσοτική μας ανασκόπηση δεν υποστηρίζει την ιδέα ότι το tDCS παράγει αξιόπιστη επίδραση στη γνωστική λειτουργία σε υγιείς ενήλικες". Το έγγραφο έθεσε σε αμφισβήτηση, με τους υπερασπιστές του tDCS να αμφισβητούν τις μεθόδους του Horvath - απέκλεισε πάνω από 170 μελέτες των οποίων τα αποτελέσματα δεν είχαν έχουν αναπαραχθεί από τουλάχιστον ένα άλλο εργαστήριο. Ο Barbey παίρνει το σημείο του Horvath και σημειώνει ότι, ενώ το tDCS έχει διερευνηθεί ευρέως, ο ενθουσιασμός για το ότι «ξεπέρασε τις μηχανιστικές θεωρίες» για το πώς λειτουργεί. Αυτά τα κενά στη γνώση, αναφέρει, καθυστερούν την ανάπτυξη αποτελεσματικότερων πρωτοκόλλων και παράγουν μια ποικιλία ευρημάτων που δεν μπορούν να εξηγηθούν, προσδίδοντάς τους σε κριτικές όπως το Horvath.
"Οι άνθρωποι προσπαθούν να αλλάξουν τη συνείδησή τους από τότε που συνειδητοποίησαν ότι είχαν συνείδηση", λέει ο Jonathan D. Moreno, καθηγητής ιατρικής δεοντολογίας και πολιτικής υγείας στην Πανεπιστημιακή Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Πενσυλβανίας. Ο Moreno λέει ότι έχει κατακλυστεί από την πρόοδο στον τομέα tDCS μέχρι στιγμής. "Νομίζω ότι είμαστε τόσο πολύ στο δάσος σε αυτό ακόμα, και θα είναι για πολύ καιρό", λέει. "Εξαρτάται από το ποιος προσπαθείτε να ενισχύσετε και για ποιους. Δεν θα μπορούσατε ποτέ να με πάρετε για να είναι ο Αϊνστάιν και ο Αϊνστάιν πιθανώς δεν χρειάζεται πολύ βελτίωση. "
Είναι λιγότερο επιφυλακτικός σχετικά με τη θεραπευτική χρήση του tDCS για την αποκατάσταση κάποιου βαθμού φυσιολογικής λειτουργίας σε άτομα με ορισμένες διαταραχές. "Η θεραπεία φαίνεται να είναι πιο εφικτή από την ενίσχυση", λέει. Πολλαπλές μελέτες τα τελευταία χρόνια έχουν δείξει ότι έχουν δυνατότητες ως αποτελεσματική θεραπεία για μείζονα κατάθλιψη, διαταραχή μετατραυματικού στρες και άλλα νευροψυχιατρικά προβλήματα. Έχει επίσης δείξει υπόσχεση για ασθενείς με Αλτσχάιμερ και εγκεφαλικά επεισόδια κατά τη διάρκεια εργασιών μνήμης λέξεων και αναγνώρισης εικόνων. Και μια μελέτη του 2014 διαπίστωσε ότι η tDCS βελτίωσε την εκμάθηση γλωσσών, υποδηλώνοντας το δυναμικό της ως θεραπεία για τα γλωσσικά ελλείμματα που προκαλούνται από το εγκεφαλικό επεισόδιο. Η έρευνα της Πολεμικής Αεροπορίας, ανεξάρτητα από τις κλινικές διαταραχές, μπορεί να οδηγήσει σε ένα άλλο πιθανό όφελος από το θεραπευτικό tDCS: Ομάδες ερευνητών στη Γερμανία, τη Βραζιλία και τις ΗΠΑ έχουν διαπιστώσει ότι δύο εβδομάδες ημερησίας tDCS μπορεί να έχουν ως αποτέλεσμα εβδομάδες ή και μήνες καλύτερες επιδόσεις ένα πολύ συγκεκριμένο καθήκον. "Φαίνεται ότι κάνετε διαρκείς αλλαγές στις νευρικές συνδέσεις στον εγκέφαλο", λέει ο McKinley.
Ένα 42μηνο έργο που ονομάζεται Insight μπορεί να δώσει πιο συγκεκριμένες απαντήσεις. Το εργαστήριο του Barbey ξεκίνησε το πρόγραμμα το 2014, με χρηματοδότηση 12, 7 εκατομμυρίων δολαρίων από το Γραφείο του Διευθυντή Εθνικής Υπηρεσίας Πληροφοριών. Είναι μία από τις μεγαλύτερες μελέτες για την ικανότητα λογικής σε νέες συνθήκες. Ο δηλωμένος στόχος της κυβέρνησης είναι να βελτιώσει τις δεξιότητες προσαρμογής και επίλυσης προβλημάτων του προσωπικού πληροφοριών. Κάτω από την εποπτεία του Barbey, 1.000 υγιείς εθελοντές ηλικίας 18 έως 44 ετών (πολλοί από τους οποίους φοιτούν στο Πανεπιστήμιο του Illinois) λαμβάνουν δόσεις tDCS ενώ εκτελούν ασκήσεις νοητικής κατάρτισης που δοκιμάζουν αυτές τις δεξιότητες. Αλλά αυτό είναι μόνο ένα μέρος του πρωτοκόλλου: Επίσης υποβάλλονται σε γυμνασιακές συνεδρίες γυμναστικής, και η διατροφή τους και η διατροφική υγεία παρακολουθούνται.
Η άσκηση μπορεί να φαίνεται χαμηλής τεχνολογίας σε σύγκριση με το tDCS. Αλλά ο Μπάρμπεϊ ενδιαφέρεται εξίσου για την δύναμη του ιδρώτα καθώς βρίσκεται στο δυναμικό της ηλεκτρικής ενέργειας. Συμμετέχει σε ξεχωριστό έργο με την Πολεμική Αεροπορία να επικεντρώνεται με έμφαση στην εκπαίδευση υψηλών εντάσεων. Η άσκηση από μόνη της έχει αποδειχθεί τουλάχιστον εξίσου αποτελεσματική με την tDCS στην ενίσχυση της γνωστικής απόδοσης. Αν και η Barbey αναφέρει ότι η οριστική κλινική δοκιμή πρέπει να γίνει, περισσότερα από 40 χρόνια έρευνας δείχνουν αύξηση του όγκου της γκρίζας ύλης μεταξύ των ηλικιωμένων ενήλικων αερόβιας άσκησης, καθώς και 40% μειωμένο κίνδυνο νοητικής πτώσης σε όσους ασκούν τακτικά. Οι ασθενείς με Alzheimer που συμμετέχουν σε προγράμματα οξείας άσκησης έχουν αυξημένο εγκεφαλικό νευροτροφικό παράγοντα, μια πρωτεΐνη που προάγει την υγεία και την ανάπτυξη των εγκεφαλικών κυττάρων.
Σύμφωνα με τον Barbey, η άσκηση έχει ένα ιδιαίτερα εντυπωσιακό αποτέλεσμα στις εκτελεστικές λειτουργίες. "Εάν επρόκειτο να βγούμε έξω τώρα και να τρέξουμε με πλήρη ταχύτητα μέχρι το τέλος του δρόμου και στη συνέχεια να τρέξουμε με πλήρη ταχύτητα σε όλη τη διαδρομή", λέει ο Barbey, "όταν καθίσαμε εδώ για να συνεχίσουμε τη συνομιλία μας θα να είμαστε πιο προσεκτικοί, η μνήμη μας θα βελτιωθεί, θα έχουμε καλύτερες εκτελεστικές λειτουργίες ελέγχου και αυτά τα αποτελέσματα θα διαρκέσουν περίπου 20 με 30 λεπτά ».
Ο Barbey θέλει επίσης να κατανοήσει τον αντίκτυπο της διατροφής στην υγεία και τη γνώση του εγκεφάλου. "Γνωρίζουμε ότι αν θέλετε να είστε αθλητής πρέπει να τρώτε συγκεκριμένα πράγματα και να συμμετέχετε σε συγκεκριμένους τύπους σωματικής άσκησης", λέει. «Η διατροφή αυτή λειτουργεί επίσης στον εγκέφαλο». Τα θέματα του έργου του Air Force λαμβάνουν ένα ειδικό συμπλήρωμα που δημιουργήθηκε από το εργαστήριο του Barbey σε συνεργασία με την Abbott Nutrition. Ο τύπος είναι ιδιόκτητος, αλλά ο Barbey λέει ότι περιλαμβάνει συστατικά που προάγουν τη μυϊκή δύναμη, την καρδιαγγειακή υγεία και την αεροβική γυμναστική, καθώς και την υγεία του εγκεφάλου. "Εκτός από αυτό, έχουμε ειδικά διατροφικά προφίλ που υποθέτουμε ότι διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην ενίσχυση της υγείας του εγκεφάλου και των γνωστικών ικανοτήτων", λέει. Εν ολίγοις, ο Barbey πιστεύει ότι η άσκηση και η διατροφή μπορούν να προσφέρουν βιώσιμα, ολιστικά οφέλη που απλά θα τονώσουν τα συγκεκριμένα δίκτυα του εγκεφάλου.
Ακόμα, το tDCS παραμένει η πιο εξωτική από τις παρεμβάσεις. Είναι δελεαστικό να υποθέσουμε ότι οι πολλαπλές συνεδρίες θεραπείας μπορεί να αυξήσουν τη γενική νοημοσύνη, αντί να απλώς βελτιώσουν την απόδοση στο συγκεκριμένο έργο. Αλλά ο Barbey δεν βρήκε στοιχεία που να αποδεικνύουν ότι το tDCS μπορεί να κάνει έναν άνθρωπο πιο έξυπνο σε όλο το σκάφος. "Η απάντηση φαίνεται να μην είναι", λέει.
Αυτός είναι ένας λόγος για τον οποίο οραματίζεται ένα μέλλον όπου οι άνθρωποι θα χρησιμοποιήσουν στοχευμένο tDCS μαζί με τις αλλαγές στον τρόπο ζωής: οι τελευταίοι θα βελτιώσουν τη γενική υγεία και τις ψυχικές τους επιδόσεις, ενώ οι πρώτοι θα ενισχύσουν τις συγκεκριμένες γνωστικές ικανότητες. Όπως το βλέπει ο Barbey, η σειρά παρεμβάσεων θα εξαρτηθεί από τους στόχους ενός ατόμου. Ένα θέμα ίσως θέλει βελτιωμένη μνήμη εργασίας, για παράδειγμα, και πρέπει να ενισχύσει τα εμπλεκόμενα δίκτυα εγκεφάλου. "Η ικανότητα να αναπτυχθεί μια προσαρμοσμένη παρέμβαση εξαρτάται από την κατανόηση των βασικών μηχανισμών", λέει ο Barbey. "Αν δεν κατανοήσουμε τους μηχανισμούς, σίγουρα δεν μπορούμε να επιτύχουμε προσαρμογή".
Αλλά ο Barbey γνωρίζει ότι το έργο του τροφοδοτεί ένα εναλλακτικό όραμα για το μέλλον, όπου οι άνθρωποι σε όλα τα είδη των ιδιωτικών και εμπορικών εγκαταστάσεων μπορούν να καθίσουν καθημερινά για συνεδρίες επιβράβευσης εγκεφάλου. Δεν θα προτιμούσε να εικάζεται για τέτοια πράγματα, αλλά όταν διερωτάται κατά πόσον αυτό το μοντέλο μπορεί να υπάρχει εδώ και 50 χρόνια - ένα είδος LensCrafters για τον εγκέφαλο - λέει, "Υποθέτοντας ότι είμαστε στο σωστό δρόμο, υποθέτοντας ότι το tDCS μπορεί να παράγει ισχυρές βελτιώσεις, τότε ναι. "Στη συνέχεια επιστρέφει γρήγορα στην πραγματικότητα της σημερινής εποχής. "Αλλά μαθαίνουμε ακόμα για αυτές τις μεθόδους και συνεχίζουμε πειράματα για να αξιολογήσουμε την αποτελεσματικότητά τους. Έτσι είναι ακόμα πολύ νωρίς. Και αυτό συμβαίνει με την εμπορευματοποίηση. Πηγαίνουν πάρα πολύ γρήγορα. "Ο Barbey κρατά μια αμυδρό γενική άποψη της εμπορικής βιομηχανίας εγκεφάλου και δεν θέλει τους ανθρώπους να χάνουν την εργασία τους με τις προσφορές τους. Εκατομμύρια χρήστες smartphone, για παράδειγμα, έχουν κατεβάσει παιχνίδια όπως Lumosity, τα οποία ισχυρίζονται ότι βελτιώνουν σημαντικά τη μνήμη. "Υπάρχουν σίγουρα στοιχεία που υποδηλώνουν ότι εάν παίξετε ένα παιχνίδι μνήμης εργασίας, θα βελτιωθείτε σε αυτό το παιχνίδι μνήμης εργασίας", λέει. "Το σκεπτικισμό του Barbey ενισχύθηκε τον Ιανουάριο, όταν ο Lumosity συμφώνησε να πληρώσει 2 εκατομμύρια δολάρια για να διευθετήσει τις ομοσπονδιακές κατηγορίες απατηλής διαφήμισης για να ισχυριστεί ότι το προϊόν του θα μπορούσε να επιβραδύνει τη γνωστική παρακμή. επειδή η εταιρεία δεν είχε τα χρήματα.)
Ο Μπάρμπεϊ επιμένει ότι δεν υπάρχουν συντομεύσεις στη νευροεπιστήμη. Τουλάχιστον δύο εμπορικές συσκευές tDCS, Halo και Thync, είναι επί του παρόντος διαθέσιμες, αλλά έχει αναβληθεί από την πρόταση ότι είναι δυνατό να γίνεις πιο έξυπνος, απλά αναστρέφοντας ένα διακόπτη ή παίζοντας ένα παιχνίδι. "Πρέπει πραγματικά να πάρουμε τον σκληρό δρόμο", λέει. Για τον Barbey, ο εγκέφαλος δεν απαιτεί τίποτα λιγότερο.
