El Ultrasonido puede modular actividad cerebral para aumentar la opinión sensorial en seres humanos

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

Las Ballenas, los palos, e incluso los predicadores de rogación utilizan ultrasonido como sistema de dirección sensorial - y ahora un nuevo estudio ha encontrado que el ultrasonido puede modular actividad cerebral para aumentar la opinión sensorial en seres humanos.

Los científicos del Instituto de Investigación de Carilion de la Tecnología de Virginia han demostrado que el ultrasonido dirigido a una región específica del cerebro puede reforzar funcionamiento en la discriminación sensorial. El estudio, publicado el 12 de enero en línea en Neurología de la Naturaleza, proporciona a la primera demostración que la inferior-intensidad, ultrasonido transcranial-enfocado puede modular actividad cerebral humana para aumentar la opinión.

El “Ultrasonido tiene gran potencial para traer la resolución sin precedente a la tendencia cada vez mayor de correlacionar la conectividad del cerebro humano,” dijo a Guillermo “Jamie” Tyler, profesor adjunto en el Instituto de Investigación de Carilion de la Tecnología de Virginia, que llevó el estudio. “Decidíamos Tan observar los efectos del ultrasonido sobre la región del cerebro responsable de tramitar entradas de información sensoriales táctiles.”

Los científicos entregaron ultrasonido enfocado a un área de la corteza cerebral que tramita la información sensorial recibida de la mano. Para estimular el nervio mediano - un nervio importante que se ejecuta abajo de la arma y la única que pasa a través del túnel del carpal - colocaron un pequeño electrodo en la muñeca de voluntarios humanos y registraron sus reacciones del cerebro usando electroencefalografía, o EEG. Entonces, momentos antes de estimular el nervio, comenzaron a entregar ultrasonido a la región apuntada del cerebro.

Los científicos encontraron que el ultrasonido disminuyó la señal de EEG y debilitaron las ondas cerebrales responsables de codificar el estímulo táctil.

Los científicos entonces administraron dos pruebas neurológicas clásicas: la prueba de la discriminación de la dos-punta, que mide la capacidad de un tema de distinguir si dos objetos próximos que tocan la piel son verdad dos puntas distintas, bastante que una; y la tarea de la discriminación de la frecuencia, una prueba que mide sensibilidad a la frecuencia de un encadenamiento de los soplos del aire.

Qué los científicos encontraron era inesperado.

Los temas que recibían ultrasonido mostraron que soplan las mejorías importantes en su capacidad de distinguir los contactos en distancias más cercanas y de discriminar pequeñas diferencias de la frecuencia entre el aire sucesivo.

“Nuestras observaciones nos sorprendieron,” dijo a Tyler. “Aunque las ondas cerebrales asociadas al estímulo táctil se habían debilitado, la gente real conseguida mejor en detectar diferencias en sensaciones.”

¿Por Qué la supresión de las reacciones del cerebro al estímulo sensorial aumentaría la opinión? Tyler especula que el ultrasonido afectó a un equilibrio neurológico importante.

“Parece paradójico, pero sospechamos que la forma de onda determinada del ultrasonido que utilizamos en el estudio altera el equilibrio de la inhibición sináptica y excitación entre las neuronas vecinas dentro de la corteza cerebral,” Tyler dijo. “Creemos que el ultrasonido enfocado cambió el equilibrio de la excitación en curso y de la inhibición que tramitaban estímulos sensoriales en la región del cerebro apuntada y que esta rotación previno la extensión espacial de la excitación en respuesta a estímulos dando por resultado una mejoría funcional en la opinión.”

Para entender como de bien podrían establecer claramente el efecto, el equipo de investigación movió el haz acústico un centímetro en cualquier dirección del sitio original del estímulo del cerebro - y el efecto desapareció.

“Ese los medios podemos utilizar ultrasonido para apuntar un área del cerebro tan pequeño como la talla de un M&M,” Tyler dijo. “Esto que encuentra representa una nueva manera no invasor de modular actividad cerebral humana con una mejor resolución espacial que cualquier cosa actualmente disponible.”

De Acuerdo con las conclusión del estudio actual y anterior, los investigadores concluyeron que el ultrasonido tiene una mayor resolución espacial que dos otras tecnologías no invasores de cabeza del estímulo del cerebro - el estímulo magnético transcranial, que utiliza los imanes para activar el cerebro, y el estímulo continuo transcranial, que utiliza las corrientes eléctricas débiles entregadas directamente al cerebro a través de los electrodos colocados en la carga.

“Ganando una mejor comprensión de cómo el ultrasonido pulsado afecta al equilibrio de la inhibición sináptica y la excitación en regiones apuntadas del cerebro - así como de cómo influencia la actividad de circuitos locales comparado con conexiones de largo alcance - nos ayudará a hacer correspondencias más exactas de los circuitos sinápticos rico interconectados en el cerebro humano,” dijo a Wynn Legon, autor del estudio el primer y escolar postdoctoral en el Instituto de Investigación de Carilion de la Tecnología de Virginia. “Esperamos continuar ampliar las capacidades del ultrasonido para no invasor pellizcar los circuitos del cerebro para ayudarnos a entender cómo los trabajos de cerebro humano.”

“El trabajo de Jamie Tyler y sus colegas está en la vanguardia del tsunami que viene de desarrollar la nueva caja fuerte con todo maneras no invasores efectivas de modular el flujo de información en circuitos celulares dentro del cerebro humano vivo,” dijo a Michael Friedlander, director ejecutivo del Instituto de Investigación de Carilion de la Tecnología de Virginia y de un neurólogo que se especializa en plasticidad del cerebro. “Esta aproximación está proporcionando a la tecnología y la prueba del principio para la activación exacta de los circuitos de los nervios para un rango de importante utiliza, incluyendo los tratamientos potenciales para los desordenes neurodegenerative, las enfermedades psiquiátricas, y los desordenes del comportamiento. Por Otra Parte, arma a la comunidad neuroscientific con una nueva herramienta potente para explorar la función del cerebro humano sano, ayudándonos entiende la cognición, la toma de decisión, y el pensamiento. Éste es apenas el tipo de descubrimiento pedido en la Iniciativa de BRAIN de Presidente Obama para activar las nuevas aproximaciones dramáticas para explorar el conjunto de circuitos funcional del cerebro humano vivo y para tratar la Enfermedad de Alzheimer y otros desordenes.”

Personas de los científicos del Instituto de Investigación de Carilion de la Tecnología de Virginia - incluyendo Tomokazu Sato, Alexander Opitz, Aaron Barbour, y Amanda Williams, junto con el estudiante de tercer ciclo Jerel Mueller de la Tecnología de Virginia de Raleigh, N.C. - Tyler ensamblado y Legon en el conducto de la investigación.

Además de su posición en el instituto, Tyler es profesor adjunto de la ingeniería biomédica y de las ciencias en la Escuela de la Universidad del Bosque de la Tecnología-Estela de Virginia de la Ingeniería Biomédica y de las Ciencias. En 2012, él compartió una Recompensa de la Innovación Tecnológica de la Dotación de McKnight para que la Neurología trabaje en ultrasonido que se convertía como herramienta no invasor para modular actividad cerebral.

“En neurología, es fácil romper cosas,” dijo a Tyler. “Podemos distraerle, hacemos que usted asierra al hilo entumecido, le engañamos con ilusiones ópticas. Es fácil hacer cosas peores, pero es duro hacerlas mejores. Estas conclusión hacen que nos creemos están en el camino derecho.”

Fuente: Tecnología de Virginia

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