Căștile care stimulează creierul ar putea funcționa până la urmă
Căștile care stimulează creierul ar putea funcționa până la urmă
Anonim

Exagerarea în jurul tehnologiei a luat-o înaintea dovezilor. Acum este posibil ca dovezile să ajungă din urmă.

Din punct de vedere pur științific, ideea că îți poți modifica limitele fizice prin scurgerea unui pic de curent electric prin creier este destul de uimitoare. Fără a schimba nimic despre modul în care se contractă mușchii tăi, cât de greu respiri sau cât de repede îți bate inima, poți (teoretic) să mergi mai departe sau mai repede, deoarece stimularea electrică aplicată exact în partea dreaptă a creierului face totul. simti mai usor. Este o ilustrare destul de uimitoare a rolului creierului în stabilirea limitelor fizice.

În practică, apele sunt puțin mai noroioase. Ar trebui să sărbătorim cu adevărat apariția unei noi ere a dopajului cerebral, în care oricine aspiră la vârful podiumului trebuie să-și conecteze craniul? Am scris multe despre o tehnică numită stimulare transcraniană a creierului cu curent continuu în ultimii ani (cel mai recent aici) și am fost ușurat în secret că, deși pare să funcționeze în mediul extrem de controlat al laboratorului, a existat puține sau deloc dovezi convingătoare că dispozitivele disponibile comercial, precum cel realizat de Halo Neuroscience, fac același lucru.

În bine sau în rău, asta se poate schimba. Luna trecută, au fost publicate două noi studii care au găsit îmbunătățiri semnificative ale performanței atletice - unul pentru alergare, unul pentru ciclism - folosind căștile de stimulare a creierului Halo. Ambele studii sunt mici și ambele lasă câteva întrebări fără răspuns. Dar, pe măsură ce stimularea creierului se îndreaptă spre curent, merită să aruncăm o privire asupra noilor descoperiri.

Când treceți un curent electric slab - de obicei aproximativ 2 miliamperi, de sute de ori mai mic decât cel utilizat în terapia electroconvulsivă - prin creier, acesta modifică excitabilitatea neuronilor afectați, făcându-i puțin mai probabil să se declanșeze în timpul orelor sau cam asa ceva. după stimularea creierului. Există o mulțime de teorii diferite (și dovezi contradictorii) despre cum sau de ce această tehnică ar putea crește rezistența, dar cea pe care o găsesc cel mai convingătoare este următoarea:

Pentru a pedala pe bicicletă, ai nevoie de o regiune a creierului numită cortexul motor care să trimită semnale către mușchii tăi. Dacă aplicați stimularea creierului cortexului motor, acele semnale ale creierului pot fi transmise de la neuron la neuron mai „ușor”. Potrivit unei teorii, sentimentul tău subiectiv al efortului este dictat, cel puțin parțial, de magnitudinea activării creierului necesară pentru a-ți face mușchii să se miște. Deci, dacă este mai ușor să generați și să transmiteți semnalele necesare ale creierului, acțiunea de a pedala sau de a alerga într-un ritm dat se va simți mai ușor - și astfel veți putea merge mai repede sau veți menține un anumit ritm pentru mai mult timp.

Ca rezultat, descoperirea cheie din unele dintre cele mai convingătoare lucrări de stimulare a creierului a fost că performanța îmbunătățită de anduranță merge mână în mână cu un sentiment redus de efort chiar de la începutul exercițiului (după cum se arată, de exemplu, în grafic). în acest articol). Acesta este pistolul fumegător de căutat.

Unul dintre noile studii, publicat în PLOS One, vine de la un grup de cercetători din Coreea de Sud condus de Joung-Kyue Han de la Universitatea Chung-Ang. Zece voluntari au făcut un test de alergare până la epuizare la 80% din VO2max, un ritm pe care l-ar putea menține timp de aproximativ 20 de minute. Înainte de testul de alergare, ei au primit 20 de minute de stimulare a creierului reală sau simulată cu căști Halo. Fiecare voluntar a efectuat testul de două ori la distanță de câteva zile, o dată în oricare dintre condiții, în ordine randomizată.

După stimularea creierului real, alergătorii au rezistat cu aproximativ 15 la sută mai mult la testul de anduranță: 21,18 minute față de 18,44 minute în medie. Șapte din cei 10 voluntari au avut rezultate mai bune cu stimularea creierului. Din cauza energiei suplimentare necesare chiar și pentru schimbările subtile de ritm, testele de timp până la epuizare tind să producă modificări mult mai mari în performanță decât cursele sau probele cu cronometru: o estimare conservatoare este că o creștere cu 15% a timpului până la epuizare este echivalentul a merge cu aproximativ 1% mai repede într-o cursă. Totuși, asta este o mare problemă.

Niciuna dintre măsurătorile de sub gât nu a putut explica schimbarea performanței: ritmul cardiac, consumul de oxigen și respirația au fost toate aceleași la un moment dat, cu sau fără stimulare a creierului. În mod neașteptat, evaluarea subiectivă a efortului perceput a fost, de asemenea, aceeași în ambele condiții. Asta subminează ideea că rezisti mai mult pe banda de alergare pentru că se simte mai ușor și intră în conflict cu rezultatele anterioare pe care le-am menționat mai sus. Deși există o discuție îndelungată despre această descoperire în lucrare, concluzia este că nu sunt siguri ce să facă din ea.

A doua lucrare, publicată în Frontiers in Physiology de un grup condus de Xinyan Zheng de la Universitatea de Sport din Shanghai din China, analizează ciclismul de sprint și performanța cognitivă. Designul este destul de similar, cu nouă voluntari care fac o sarcină de ciclism care implică cinci sprinturi complete de șase secunde fiecare, cu 24 de secunde de pedalare ușoară între ele.

Întorsătura adăugată a fost includerea a două teste cognitive, unul înainte de stimularea creierului și altul după testul de ciclism. Ei au folosit ceva numit Testul Stroop, care implică răspunsul la cuvinte de culoare (cum ar fi „verde”) în timp ce clipesc pe un ecran într-o culoare de font care se potrivește sau nu cu cuvântul. Crede-mă, este chiar mai confuz decât pare când încerci să o faci! Este un test al funcției executive care este uneori folosit pentru a evalua modul în care timpul de reacție și luarea deciziilor sunt afectate de oboseala mentală.

Încă o dată, subiecții au avut performanțe mai bune după stimularea creierului, deși în aceste sprinturi ultra-scurte de șase secunde nu au putut măsura efortul perceput (care oricum, probabil, a fost maxim de fiecare dată). Iată cum arăta puterea medie de ieșire în sprinturi, cu (pătrate întunecate) și fără (pătrate deschise) stimularea creierului:

Imagine
Imagine

Rezultatele cognitive au fost puțin mai greu de analizat, dar se pare că a existat un beneficiu. În testul Stroop „incongruent” (situația mai dificilă în care cuvântul și culoarea fontului nu se potrivesc), rata de precizie a răspunsului a scăzut după exercițiu după stimularea creierului simulat, dar a crescut după exercițiu după stimularea reală. Unele dintre celelalte rezultate, cum ar fi timpul de reacție și acuratețea „congruentă”, nu arată un efect, așa că sunt mult mai puțin încrezător în aceste rezultate, dar cercetătorii subliniază că, dacă creșterea cognitivă este reală, ar putea fi semnificativă în sport. unde luarea deciziilor contează, cum ar fi fotbalul, și sporturi tehnice precum schiul și ciclismul montan.

Lucruri interesante, dar cu riscul de a suna ca o petrecere, permiteți-mi să mă întorc la câteva avertismente. Secțiunile de discuții ale ambelor lucrări prezintă tot felul de idei „bio-plauzibile” despre modul în care ar putea funcționa stimularea creierului: zona creierului A ar putea vorbi cu zona creierului B care ar putea vorbi cu zona C a creierului, toate care joacă roluri diferite, și cumva acest lucru duce la o alergare mai rapidă, chiar dacă sentimentul tău de efort nu s-a schimbat cu adevărat. Există o mulțime de „puteri” acolo.

(Bine, nu pot rezista. Iată o scurtă mostră din lucrarea de ciclism: „În primul rând, aportul senzorial de la sistemul periferic la M1 reduce puterea motorie (oboseala supraspinală) și o cale neuronală care interconectează măduva spinării, talamusul, secundar Cortexul somatosenzorial, cortexul insular medial, cortexul cingulat posterior, cortexul cingulat anterior, zona premotorie, zona motorie suplimentară (SMA) și cortexul motor primar constituie sistemul de inhibiție…” Paragraful continuă așa o vreme, apoi se concluzionează: „Acest lucru. ipoteza trebuie evaluată în studii viitoare.”

Acum, doar pentru că ceva este complicat nu înseamnă că este greșit. Dar eșecul studiilor de a oferi câteva perspective clare asupra modului în care performanța este îmbunătățită este puțin îngrijorător. Aș fi mult mai încrezător în rezultate dacă studiul de alergare ar fi observat o schimbare în percepția efortului, așa cum au făcut-o studiile anterioare de laborator.

Un alt lucru de care sunt curios este amplasarea electrozilor. Pentru a rula un curent electric, aveți nevoie de doi electrozi. În această formă de stimulare a creierului, anodul va crește excitabilitatea neuronilor din apropiere; catodul va avea efectul opus și va scădea excitabilitatea. În 2017, cercetătorul de la Universitatea Kent Alexis Mauger a sugerat că unul dintre motivele rezultatelor inconsecvente în studiile de stimulare a creierului a fost că efectele negative ale catodului interferau cu efectele pozitive ale anodului. Prin mutarea catodului de pe craniu și pe umăr, a obținut rezultate de îmbunătățire a performanței mai consistente.

Configurația căștilor Halo în studii implică trei electrozi: un anod chiar în partea de sus a capului și doi catozi parțial în jos, spre ureche, de ambele părți (imaginați un set tipic de căști cu banda care trece pe partea superioară a capului). cap). În teorie, acest lucru trimite curent de creștere a excitabilității prin cortexul motor de pe ambele părți ale vârfului capului. Dar cât de crucială este poziția exactă a electrozilor? Există efecte negative de a avea catozii atât de aproape de anod?

Un răspuns la aceste întrebări ar fi: hei, alergătorii și bicicliștii și-au îmbunătățit performanța, așa că, evident, electrozii sunt bine așa cum sunt. Dar aceasta este o concluzie riscantă. Aceasta este o nouă tehnologie destul de sexy și presupun că există zeci de laboratoare din întreaga lume care desfășoară experimente cu Halo. Acestea sunt primele studii legate de performanță pe care le-am văzut, dar este imposibil de știut câți alții stau în sertarele biroului, deoarece rezultatele au fost considerate prea plictisitoare pentru a fi publicate.

Cu alte cuvinte, aceste studii nu oferă în niciun caz ultimul cuvânt despre performanța lui Halo. Există o mulțime de motive pentru a rămâne precaut. Totuși, atunci când sunt luate în considerare împreună cu studiile anterioare de laborator, rezultatele sunt îngrozitor de sugestive. Cea mai bună presupunere în acest moment este că stimularea creierului implementată cu atenție este probabil capabilă să îmbunătățească performanța de anduranță. Până acum, am fost destul de sceptic că configurația lui Halo îndeplinește acel prag. Dar sunt pregătit să mă reconsider.

Recomandat: