Ультразвук может модулировать деятельность при мозга для того чтобы повысить сензорное воспринятие в людях

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

Киты, летучие мыши, и даже моля mantises используют ультразвук как сензорная система наведения - и теперь новое изучение находило что ультразвук может модулировать деятельность при мозга для того чтобы повысить сензорное воспринятие в людях.

Научные работники Научно-исследовательского Института Carilion Техника Вирджинии демонстрировали что ультразвук сразу к специфической зоне мозга может форсировать представление в сензорном различении. Изучение, опубликованное он-лайн 12-ое января в Нейронауке Природы, предусматривает первую демонстрацию которой низк-интенсивность, transcranial-сфокусированный ультразвук может модулировать деятельность при людского мозга для того чтобы увеличить воспринятие.

«Ультразвук имеет большой потенциал для приносить беспрецедентное разрешение к растущей тенденции отображать взаимодействие людского мозга,» сказал Вильгельму «Джемми» Тайлеру, ассистенту профессора на Научно-исследовательском Институте Carilion Техника Вирджинии, который вел изучение. «Так мы решили посмотреть влияния ультразвука на зоне мозга ответственного для обрабатывать тактильные сензорные входные сигналы.»

Научные работники поставили сфокусированный ультразвук к зоне коры большого мозга которая обрабатывает сензорную информацию полученную от руки. Для того чтобы простимулировать медианный нерв - главный нерв который работает вниз с рукоятки и единственного одного которое проходит через тоннель carpal - они установили малый электрод на запястье руки людских волонтеров и записали их реакции мозга используя электроэнцефалографию, или EEG. После Этого, только перед стимулировать нерв, они начали поставлять ультразвук к пристрелнной зоне мозга.

Научные работники нашли что ультразвук и уменьшил сигнал EEG и ослабели волны мозга ответственные для шифровать тактильное стимулирование.

Научные работники после этого управили 2 классицистическими неврологическими испытаниями: испытание различения 2-пункта, которое измеряет способность вопроса различить ли 2 близрасположенных предмета касатьясь коже поистине 2 определенных пункта, вернее чем один; и задача различения частоты, испытание которое измеряет чувствительность к частоте цепи слоек воздуха.

Что научные работники нашли было непредвидено.

Вопросы получая ультразвук показали что значительно улучшения в их способности различить штыри на более близких расстояниях и различить малые разницы в частоты между последовательным воздухом сопеют.

«Наши замечания удивили нас,» сказал Тайлер. «Даже если волны мозга связанные с тактильным стимулированием ослабели, фактически полученные люди более лучшими на обнаруживать разницы в шумихах.»

Почему подавление реакций мозга к сензорному стимулированию повысило бы воспринятие? Тайлер спекулирует что ультразвук повлиял на важный неврологический баланс.

«Кажется парадоксально, но мы подозрюем что определенная форма волны ультразвука мы использовали в изучении изменяет баланс синаптического ингибитирования и возбуждение между соседскими невронами внутри кора большого мозга,» Тайлер сказало. «Мы верим что сфокусированный ультразвук изменил баланс продолжающийся возбуждения и ингибитирования обрабатывая сензорные стимулы в пристрелнной зоне мозга и что этот перенос предотвратил пространственное распространение возбуждения в ответ на стимулы приводящ к в функциональном улучшении в воспринятии.»

Для того чтобы понять как хороше они смогли заострить внимание влияние, научно-исследовательская группа двинула звуковой луч один сантиметр в любом направлении первоначально места стимулирования мозга - и влияние исчезло.

«Т середины мы можем использовать ультразвук для того чтобы пристрелть зону мозга как малого как размер M&M,» Тайлер сказало. «Это находя представляет новый путь неинвазивно модуляции деятельности при людского мозга с более лучшим пространственным разрешением чем что-нибыдь настоящей доступное.»

Основано на заключениях настоящего изучения и более предыдущего одного, исследователя заключили что ультразвук имеет большое пространственное разрешение чем 2 других ведущих неинвазивных технологии стимулированием мозга - transcranial магнитное стимулирование, которое использует магниты для того чтобы активировать мозг, и transcranial постояннотоковое стимулирование, которое использует слабые электрические течения поставленные сразу к мозгу через электроды помещенные на головке.

«Приобретающ более лучшее вникание как пульсированный ультразвук влияет на баланс синаптического ингибитирования и возбуждение в пристрелнных зонах мозга - так же, как как оно влияет на работу местных цепей против длиннорейсовых соединений - поможет нам сделать более точные карты богато соединенных синаптических цепей в людском мозге,» сказал Wynn Legon, автор изучения первый и postdoctoral эрудита на Научно-исследовательском Институте Carilion Техника Вирджинии. «Мы надеемся продолжать расширить возможности ультразвука для неинвазивно tweaking цепи мозга для того чтобы помочь нам понять как работы людского мозга.»

«Работа Джемми Тайлером и его коллегаами на передовой линии приходя цунами начинать новый сейф но эффективные неинвазивные пути модулировать поток информации в клетчатых цепях внутри живущий людской мозг,» сказал Майкл Friedlander, руководитель Научно-исследовательского Института Carilion Техника Вирджинии и neuroscientist который специализирует в пластичности мозга. «Этот подход обеспечивает технологию и доказательство принципа для точной активации нервных цепей для ряда важной использует, включая потенциальные обработки для neurodegenerative разладов, психиатрических заболеваний, и поведенческих разладов. Сверх Того, оно подготовляет neuroscientific общину с мощным новым инструментом для того чтобы исследовать функцию здорового людского мозга, помогая нам понимает познавательность, принятие решений, и мысль. Это как раз тип прорыва вызванный для в Инициативы МОЗГА Президента Obama для того чтобы включить драматические новые подходы для исследовать функциональные сети живущего людского мозга и для обрабатывать Болезнь Альцгеймераа и другие разлады.»

Команда научных работников Научно-исследовательского Института Carilion Техника Вирджинии - включая Tomokazu Sato, Александр Opitz, Аарон Barbour, и Аманду Williams, вместе с аспирантом Jerel Mueller Техника Вирджинии Raleigh, N.C. - соединенное Тайлер и Legon в дирижировать исследование.

В дополнение к его положению на институте, Тайлер ассистент профессора биомедицинского инженерства и наук на Школе Университета Пущи Вирджинии Техник-Уэйк Биомедицинского Инджиниринга и Наук. В 2012, он делил Награду Технологического Нововведения от Одаренности McKnight для Нейронауки для работы на превращаясь ультразвуке как неинвазивный инструмент для модуляции деятельности при мозга.

«В нейронауке, легко нарушить вещи,» сказал Тайлер. «Мы можем отвлечь вас, делаем вас чувствовать онемелыми, trick вы с обманами зрения. Легко сделать вещи более плохим, но трудно сделать их более лучшим. Эти заключения делают нас верить нам на правом путе.»

Источник: Техник Вирджинии

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