超声波可能调整记录脑部活动升高在人的感官知觉

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

鲸鱼、蝙蝠和甚而螳螂使用超声波作为一个知觉引导系统 -,并且一个新的研究现在发现超声波可能调整记录脑部活动升高在人的感官知觉。

弗吉尼亚技术 Carilion 研究所科学家显示出,超声波处理对脑子的一个特定区域可能提高在知觉歧视的性能。 这个研究,发布在线 1月 12日在本质神经科学方面,提供低强度, transcranial 集中的超声波可能调整人脑活动提高征收的第一演示。

“超声波有在带来史无前例的解决方法的巨大潜在给映射人脑的连通性生长趋势”,一位助理教授说威廉 “杰米” Tyler,弗吉尼亚技术 Carilion 研究所的,导致这个研究。 “如此我们决定查看超声波的作用对脑子的区域负责对处理有触觉的知觉输入”。

科学家提供了集中的超声波到处理从现有量获得的敏感消息大脑外层的区。 要刺激中间神经 - 使用脑波记录仪,运行在胳膊和只那个下穿过腕骨隧道 - 的一根主要神经他们在人力志愿者的腕子安置一个小的电极并且记录了他们的脑子回应或者 EEG。 然后,在刺激神经之前,他们开始提供超声波到被瞄准的脑子区域。

科学家发现超声波减少了 EEG 信号并且减弱了脑波负责对输入有触觉的刺激。

科学家然后管理二个经典神经学测试: 二点的歧视测试,评定主题的能力区分涉及皮肤的二个附近的对象是否正确地是二明显的点,而不是一个; 并且频率歧视任务,评定区分对航空吹链子频率的测试。

什么科学家查找了是意外的。

接受超声波的主题显示在他们的能力的重大的改善区分针在更加接近的距离和歧视连续的航空之间的小的频率区别喘气。

“我们的观察使我们惊奇”, Tyler 说。 “即使脑波与有触觉的刺激相关减弱了,人们实际上获得好在检测在感觉上的区别”。

脑子回应抑制对知觉刺激的为什么将升高征收? Tyler 推测超声波影响一个重要神经学平衡。

“似乎似是而非,但是我们怀疑我们在这个研究使用的特殊超声波波形形式修改突触神经的禁止平衡,并且在相邻的神经元之间的励磁在大脑外层内”, Tyler 说。 “我们相信集中的超声波在脑子区域的更改了持续的励磁和禁止平衡处理知觉刺激被瞄准,并且此班次防止了励磁空间的传播以回应刺激造成在征收的功能改善”。

要了解他们多么恰当可能精确定位这个作用,研究小组在脑子刺激原始站点的任何一个方向移动音响射线一厘米 -,并且这个作用消失。

“该平均值我们可以使用超声波瞄准一样小的脑子的区象 M&M 的范围”, Tyler 说。 “查找的这用一个更好的空间分辨率比现在可以得到的任何东西表示非侵入性调整人脑活动一个新的方式”。

基于发现的这个当前研究和一更早一个,研究员推断超声波有一个更加巨大的空间分辨率比其他二主导的非侵入性的脑子刺激技术 - transcranial 磁性刺激,使用磁铁激活脑子和 transcranial 直流电刺激,使用弱的电流被提供直接地到脑子通过在题头安置的电极。

“获取更好的了解对搏动的超声波如何影响突触神经的禁止平衡,并且励磁在被瞄准的脑子地区 - 以及它如何影响局部电路的活动与远程连接数 - 将帮助我们做更加准确的映射在人脑的富有地被互联的突触神经的电路”,在弗吉尼亚技术 Carilion 研究所一位博士后的学者说 Wynn Legon、研究的第一个作者和。 “我们希望继续扩大超声波的功能非侵入性调整的脑子电路帮助我们知道人脑如何运作”。

“工作在杰米 Tyler 和他的同事旁边在开发新的安全,有效非侵入性的方式以后的海啸的最前方调整信息流在蜂窝电话电路的在生存人脑内”的执行董事说迈克尔 Friedlander,专门化脑子可塑性弗吉尼亚技术 Carilion 研究所和神经科学家。 “此途径提供技术,并且原则证明神经系统的电路的准确的启动的范围的重要使用,包括潜在的处理为 neurodegenerative 紊乱、精神病学的疾病和行为异常。 而且,它武装这个 neuroscientific 社区以一套强大的新工具测试健康人脑的功能,帮助我们了解认知、决策和想法。 这是要求在奥巴马的 BRAIN 总统主动性突破的种类启用严重的新的途径测试的生存人脑的功能电路和对待的老年痴呆症和其他紊乱”。

弗吉尼亚技术 Carilion 研究所科学家小组 - 包括 Tomokazu 佐藤,亚历山大 Opitz,以及罗利, N.C. 的弗吉尼亚技术研究生 Jerel 米勒的亚伦 Barbour 和阿曼达威廉斯, - 被连接的 Tyler 和 Legon 在开展研究。

除他的在这所学院的位置之外, Tyler 是生物医学工程和科学一位助理教授在生物医学工程和科学弗吉尼亚技术苏醒森林大学学校。 在 2012年,他共享从 McKnight 捐赠的一个技术革新证书神经科学的能在开发的超声波从事作为为调整记录脑部活动的一个非侵入性的工具。

“在神经科学,打乱事情方面是容易的”, Tyler 说。 “我们可以分散您,使您感到麻木,欺骗您有错觉的。 使事情更坏是容易的,但是使他们更好是难。 这些发现使我们相信我们在正确的路径”。

来源: 弗吉尼亚技术

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