De Ultrasone Klank kan hersenenactiviteit moduleren om zintuiglijke waarneming in mensen te verhogen

Published on January 13, 2014 at 2:01 PM · No Comments

De Walvissen, de knuppels, en zelfs het bidden mantises gebruiken ultrasone klank als sensorisch begeleidingssysteem - en nu heeft een nieuwe studie geconstateerd dat de ultrasone klank hersenenactiviteit kan moduleren om zintuiglijke waarneming in mensen te verhogen.

De wetenschappers van het Onderzoekinstituut van het van Technologie Carilion van Virginia hebben aangetoond dat de ultrasone klank die aan een specifiek gebied van de hersenen wordt geleid prestaties in sensorisch onderscheid kan opvoeren. De studie, gepubliceerd online 12 Januari in de Neurologie van de Aard, verstrekt de eerste demonstratie dat de laag-intensiteit, transcranial-geconcentreerde ultrasone klank menselijke hersenenactiviteit kan moduleren om waarneming te verbeteren.

De „Ultrasone Klank heeft groot potentieel voor het brengen van een ongekende resolutie aan de groeiende tendens van het in kaart brengen van de connectiviteit van de menselijke hersenen,“ bovengenoemde William „Jamie“ Tyler, een hulpprofessor bij het Onderzoekinstituut van het van Technologie Carilion van Virginia, dat de studie leidde. „Zo beslisten wij de gevolgen te bekijken van ultrasone klank voor het gebied van de hersenen verantwoordelijk voor de verwerking van tastbare sensorische input.“

De wetenschappers leverden geconcentreerde ultrasone klank aan een gebied van de hersenschors die sensorische informatie verwerkt die van de hand wordt ontvangen. Om de middenzenuw te bevorderen - een belangrijke zenuw die het wapen en enige reduceert die door de handworteltunnel overgaat - zij plaatsten een kleine elektrode op de pols van menselijke vrijwilligers en registreerden hun hersenenreacties gebruikend elektro-encefalografie, of EEG. Dan, vlak alvorens de zenuw te bevorderen, begonnen zij leverend ultrasone klank aan het gerichte hersenengebied.

De wetenschappers vonden dat de ultrasone klank zowel het signaal van het EEG verminderde als de ingevingen verantwoordelijk voor het coderen van tastbare stimulatie verzwakte.

De wetenschappers beheerden toen twee klassieke neurologische tests: de twee-punt onderscheidstest, die de capaciteit van een onderwerp meet te onderscheiden of twee nabijgelegen voorwerpen wat betreft de huid echt twee verschillende punten, eerder dan één zijn; en de taak van het frequentieonderscheid, een test die gevoeligheid aan de frequentie van een ketting van lucht meet puft.

Wat de wetenschappers vonden was onverwacht.

De onderwerpen die ultrasone klank ontvangen toonden significante verbeteringen van hun capaciteit om spelden te onderscheiden bij dichtere afstanden en kleine frequentieverschillen tussen opeenvolgende luchtrookwolken te onderscheiden.

„Onze observaties verrasten ons,“ bovengenoemde Tyler. „Alhoewel de ingevingen verbonden aan de tastbare stimulatie hadden verzwakt, werden de mensen eigenlijk beter bij het ontdekken van verschillen in sensaties.“

Waarom zou de afschaffing van hersenenreacties op sensorische stimulatie waarneming verhogen? Tyler speculeert dat de ultrasone klank een belangrijk neurologisch saldo beïnvloedde.

„Het schijnt paradoxaal, maar wij verdenken dat de bijzondere ultrasone klankgolfvorm die wij in de studie hebben gebruikt het evenwicht van synaptische remming en opwinding tussen naburige neuronen binnen de hersenschors verandert,“ bovengenoemde Tyler. „Wij geloven de geconcentreerde ultrasone klank het evenwicht van aan de gang zijnde opwinding en remming verwerkend sensorische stimuli in het gerichte hersenengebied veranderde en dat deze verschuiving de ruimteverspreiding van opwinding in antwoord op stimuli resulterend in een functionele verbetering van waarneming.“ verhinderde

Om hoe goed te begrijpen konden zij het effect aanwijzen, bewoog het onderzoeksteam de akoestische straal één centimeter in één van beide richting van de originele plaats van hersenenstimulatie - en het effect verdween.

„Dat betekent wij ultrasone klank kunnen gebruiken om een gebied van de hersenen zo te richten klein zoals de grootte van een M&M,“ bovengenoemde Tyler. „Dit het vinden vertegenwoordigt een nieuwe manier om menselijke hersenenactiviteit met een betere ruimteresolutie noninvasively te moduleren dan nu verkrijgbaar om het even wat.“

Gebaseerd op de bevindingen van de huidige studie en vroegere, besloten de onderzoekers dat de ultrasone klank een grotere ruimteresolutie dan twee andere belangrijke niet-invasieve technologieën van de hersenenstimulatie heeft - de transcranial magnetische stimulatie, welke gebruiksmagneten om de hersenen, en transcranial gelijkstroomstimulatie te activeren, die zwakke elektrostromen gebruikt leverde rechtstreeks aan de hersenen door elektroden die op het hoofd worden geplaatst.

„Verkrijgend beter inzicht van hoe de gepulseerde ultrasone klank het saldo van synaptische remming beïnvloedt en de opwinding in gerichte hersenengebieden - evenals hoe het beïnvloedt de activiteit van lokale kringen tegenover lange-afstands aanslutingen - zal ons helpen nauwkeurigere kaarten van de rijk onderling verbonden synaptische kringen in de menselijke hersenen,“ bovengenoemde Wynn Legon, de eerste auteur van de studie en een post-doctorale geleerde bij het Onderzoekinstituut van het van Technologie Carilion van Virginia maken. „Wij hopen blijven de mogelijkheden van ultrasone klank uitbreiden voor noninvasively het knijpen van hersenenkringen om ons te helpen begrijpen hoe de menselijke hersenen.“ werken

Het „werk door Jamie Tyler en zijn collega's is bij het front van komsttsunami van het ontwikkelen van nieuwe veilige maar toch efficiënte niet-invasieve manieren om de stroom te moduleren van informatie in cellulaire kringen binnen de het leven menselijke hersenen,“ bovengenoemde Michael Friedlander, uitvoerende directeur van het Onderzoekinstituut van het van Technologie Carilion van Virginia en een neuroloog die zich in hersenenplasticiteit specialiseert. „Deze benadering verstrekt de technologie en het bewijs van principe voor nauwkeurige activering van neurale kringen voor een waaier van belangrijk gebruik, met inbegrip van potentiële behandelingen voor neurodegenerative wanorde, psychiatrische ziekten, en gedragswanorde. Voorts bewapent het de neuroscientific gemeenschap met een krachtig nieuw hulpmiddel om de functie van de gezonde menselijke hersenen te onderzoeken, die ons helpt kennis, besluitvorming, en gedachte begrijpen. Dit is enkel het type van doorbraak dat in het Initiatief van de HERSENEN van President Obama wordt verzocht om dramatische nieuwe benaderingen voor het onderzoeken van het functionele schakelschema van de het leven menselijke hersenen en toe te laten voor het behandelen van de ziekte van Alzheimer en andere wanorde.“

Een team van de wetenschappers van het Onderzoekinstituut van het van Technologie Carilion van Virginia - met inbegrip van Tomokazu Sato, Alexander Opitz, Aaron Barbour, en Amanda Williams, samen met de gediplomeerde student Jerel Mueller van Technologie van Virginia van Raleigh, N.C. - sloot zich aan bij Tyler en Legon in het leiden van het onderzoek.

Naast zijn positie bij het instituut, is Tyler een hulpprofessor van biomedische techniek en wetenschappen op de het technologie-Kielzog van Virginia Bos Universitaire School van Biomedische Techniek en Wetenschappen. In 2012, deelde hij een Technologische Toekenning van de Innovatie van de Schenking McKnight voor Neurologie om bij het ontwikkelen van ultrasone klank als niet-invasief hulpmiddel te werken om hersenenactiviteit te moduleren.

„In neurologie, is het gemakkelijk om dingen te onderbreken,“ bovengenoemde Tyler. „Wij kunnen u afleiden, u gevoel verkleumd maken, u met optische illusies bedriegen. Het is gemakkelijk om dingen slechter te maken, maar het is moeilijk om hen beter te maken. Deze bevindingen maken ons geloven wij zijn op de juiste weg.“

Bron: Technologie van Virginia

Read in | English | Español | Français | Deutsch | Português | Italiano | 日本語 | 한국어 | 简体中文 | 繁體中文 | Nederlands | Русский | Svenska | Polski