超聲波可能調整記錄腦部活動升高在人的感官知覺

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

鯨魚、蝙蝠和甚而螳螂使用超聲波作為一個知覺引導系統 -,并且一個新的研究現在發現超聲波可能調整記錄腦部活動升高在人的感官知覺。

弗吉尼亞技術 Carilion 研究所科學家顯示出,超聲波處理對腦子的一個特定區域可能提高在知覺歧視的性能。 這個研究,發布在線 1月 12日在本質神經科學方面,提供低強度, transcranial 集中的超聲波可能調整人腦活動提高徵收的第一演示。

「超聲波有在帶來史無前例的解決方法的巨大潛在給映射人腦的連通性生長趨勢」,一位助理教授說威廉 「傑米」 Tyler,弗吉尼亞技術 Carilion 研究所的,導致這個研究。 「如此我們決定查看超聲波的作用對腦子的區域負責對處理有觸覺的知覺輸入」。

科學家提供了集中的超聲波到處理從現有量獲得的敏感消息大腦外層的區。 要刺激中間神經 - 使用腦波記錄儀,運行在胳膊和只那個下穿過腕骨隧道 - 的一根主要神經他們在人力志願者的腕子安置一個小的電極并且記錄了他們的腦子回應或者 EEG。 然後,在刺激神經之前,他們開始提供超聲波到被瞄準的腦子區域。

科學家發現超聲波減少了 EEG 信號并且減弱了腦波負責對輸入有觸覺的刺激。

科學家然後管理二個經典神經學測試: 二點的歧視測試,評定主題的能力區分涉及皮膚的二個附近的對象是否正確地是二明顯的點,而不是一个; 并且頻率歧視任務,評定區分對航空吹鏈子頻率的測試。

什麼科學家查找了是意外的。

接受超聲波的主題顯示在他們的能力的重大的改善區分針在更加接近的距離和歧視連續的航空之間的小的頻率區別喘氣。

「我們的觀察使我們驚奇」, Tyler 說。 「即使腦波與有觸覺的刺激相關減弱了,人們實際上獲得好在檢測在感覺上的區別」。

腦子回應抑制對知覺刺激的為什麼將升高徵收? Tyler 推測超聲波影響一個重要神經學平衡。

「似乎似是而非,但是我們懷疑我們在這個研究使用的特殊超聲波波形形式修改突觸神經的禁止平衡,并且在相鄰的神經元之間的勵磁在大腦外層內」, Tyler 說。 「我們相信集中的超聲波在腦子區域的更改了持續的勵磁和禁止平衡處理知覺刺激被瞄準,并且此班次防止了勵磁空間的傳播以回應刺激造成在徵收的功能改善」。

要瞭解他們多麼恰當可能精確定位這個作用,研究小組在腦子刺激原始站點的任何一個方向移動音響射線一厘米 -,并且這個作用消失。

「該平均值我們可以使用超聲波瞄準一樣小的腦子的區像 M&M 的範圍」, Tyler 說。 「查找的這用一個更好的空間分辨率比現在可以得到的任何東西表示非侵入性調整人腦活動一個新的方式」。

基於發現的這個當前研究和一更早一個,研究員推斷超聲波有一個更加巨大的空間分辨率比其他二主導的非侵入性的腦子刺激技術 - transcranial 磁性刺激,使用磁鐵激活腦子和 transcranial 直流電刺激,使用弱的電流被提供直接地到腦子通過在題頭安置的電極。

「獲取更好的瞭解對搏動的超聲波如何影響突觸神經的禁止平衡,并且勵磁在被瞄準的腦子地區 - 以及它如何影響局部電路的活動與遠程連接數 - 將幫助我們做更加準確的映射在人腦的富有地被互聯的突觸神經的電路」,在弗吉尼亞技術 Carilion 研究所一位博士後的學者說 Wynn Legon、研究的第一個作者和。 「我們希望繼續擴大超聲波的功能非侵入性調整的腦子電路幫助我們知道人腦如何運作」。

「工作在傑米 Tyler 和他的同事旁邊在開發新的安全,有效非侵入性的方式以後的海嘯的最前方調整信息流在蜂窩電話電路的在生存人腦內」的執行董事說邁克爾 Friedlander,專門化腦子可塑性弗吉尼亞技術 Carilion 研究所和神經科學家。 「此途徑提供技術,并且原則證明神經系統的電路的準確的啟動的範圍的重要使用,包括潛在的處理為 neurodegenerative 紊亂、精神病學的疾病和行為異常。 而且,它武裝這個 neuroscientific 社區以一套強大的新工具測試健康人腦的功能,幫助我們瞭解認知、決策和想法。 這是要求在奧巴馬的 BRAIN 總統主動性突破的種類啟用嚴重的新的途徑測試的生存人腦的功能電路和對待的老年癡呆症和其他紊亂」。

弗吉尼亞技術 Carilion 研究所科學家小組 - 包括 Tomokazu 佐藤,亞歷山大 Opitz,以及羅利, N.C. 的弗吉尼亞技術研究生 Jerel 米勒的亞倫 Barbour 和阿曼達威廉斯, - 被連接的 Tyler 和 Legon 在開展研究。

除他的在這所學院的位置之外, Tyler 是生物醫學工程和科學一位助理教授在生物醫學工程和科學弗吉尼亞技術蘇醒森林大學學校。 在 2012年,他共享從 McKnight 捐贈的一個技術革新證書神經科學的能在開發的超聲波從事作為為調整記錄腦部活動的一個非侵入性的工具。

「在神經科學,打亂事情方面是容易的」, Tyler 說。 「我們可以分散您,使您感到麻木,欺騙您有錯覺的。 使事情更壞是容易的,但是使他們更好是難。 這些發現使我們相信我們在正確的路徑」。

來源: 弗吉尼亞技術

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