Das US-Militär testet die elektrische Stimulation des Gehirns, um das Multitasking zu verbessern

Die US-Armee begann, einen neuen Weg zu testen, um die geistigen Fähigkeiten der Menschen durch elektrische Stimulation des Gehirns zu verbessern. Die Kategorie der Spezialitäten, für die diese Technik vorgeschlagen wird, umfasst die Luftwaffe, Drohnenbetreiber und anderes Militärpersonal, die in Stresssituationen schnell auf Probleme reagieren müssen. Laut Experten, die die Technik entwickelt haben, reduziert die elektrische Stimulation unter anderem die Reaktionszeit des Menschen auf externe Reize. Dies ist die sogenannte "transkranielle Mikropolarisation" (tDCS).

Die Hardware des Systems umfasst fünf Elektroden, die eine schwache elektrische Entladung durch den Schädel an bestimmte Bereiche der Großhirnrinde senden. Frühere Studien haben gezeigt, dass dies dazu beiträgt, die Funktion bestimmter Gruppen von Neuronen zu verbessern, was wiederum die kognitiven Fähigkeiten der Person selbst verbessert.

Diese Technologie wird als sicherere Alternative zu Arzneimitteln wie Modafinil und Ritalin angesehen. Beide werden als Hirnstimulanzien verwendet, auch in der US-Armee. Diese Medikamente werden bei Bedarf nur auf Rezept verabreicht.


Die kognitiven Fähigkeiten einer Person können beeinträchtigt werden, wenn die Belastungen zu stark werden. Eine Studie von Wissenschaftlern zeigt, dass die Stimulation des Gehirns mit elektrischen Signalen die Gehirnfunktion verbessern und für eine bestimmte Zeit auf einem bestimmten Niveau halten kann.

Entwickler der Technologie zur elektrischen Stimulation des Gehirns sind zuversichtlichdass es keine schädlichen Nebenwirkungen gibt. Gleichzeitig glauben einige Experten, dass es für eine Aussage über die völlige Unbedenklichkeit der Technologie notwendig ist, Freiwillige zu beobachten, die lange Zeit elektrische Stimulation erfahren.

Einer der Gründe zur Besorgnis ist die Tatsache, dass es bisher keine Standards gibt, die den Umfang der Technologie und die quantitativen Arbeitsparameter (Stromstärke, Elektrodenplatzierung, Betriebszeit usw.) beschreiben. Daher ist es in naher Zukunft notwendig, diese Standards zu entwickeln, damit die Technologie reguliert wird. Die Tatsache, dass Mikrostimulation die Konzentration verbessert, sagten die Autoren der Studie von 2015 . Soweit Sie verstehen, hat das US-Militär diese Studie nur wiederholt und beschlossen, sie in der Praxis anzuwenden.

Bisher wird die elektrische Stimulation an einer begrenzten Anzahl von Freiwilligen der Volunteer Air Force Base getestet. Wright Patterson in Ohio, USA. Laut Wissenschaftlern, die an dem Projekt arbeiten, steigen die kognitiven Fähigkeiten müder Soldaten, nachdem das Gehirn der Menschen mit Elektrizität angeregt wurde.

„Die Luftwaffe führt häufig Flugoperationen mit der Fernbedienung von Flugzeugen durch, wenn ein menschlicher Bediener den Betrieb des Geräts überwacht und über einen langen Zeitraum auf externe Faktoren reagiert. Aufgrund der Monotonie der durchgeführten Operationen kann die Effizienz der Bediener kurz nach Beginn der Operation sinken “, heißt es in der Erklärung.

Forscher haben herausgefunden, dass die Stimulation des Gehirns mit Elektrizität eine Reihe menschlicher Fähigkeiten verbessert, einschließlich Multitasking und Reaktionsgeschwindigkeit. Wissenschaftler sagen, dass sie mit der transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS) arbeiten, die einen erheblichen Einfluss auf den Menschen hat.

Während der Experimente wählten die Wissenschaftler mehrere Freiwillige aus und baten sie, einen von der NASA entwickelten Test durchzuführen. Dieser Test bestätigt die Fähigkeit einer bestimmten Person, mehrere Aufgaben auszuführen Im Rahmen des Tests muss der Freiwillige ein Objekt innerhalb eines sich bewegenden Kreises auf einem Computerbildschirm überwachen. Gleichzeitig muss der Proband drei weitere Aufgaben überwachen und darauf reagieren Die

Freiwilligen wurden in zwei Teams aufgeteilt. Vertreter des ersten Teils setzten Elektroden auf ihre Köpfe, die 36 Minuten lang einen Strom von 2 Milliampere ergaben. Die zweite Gruppe von Freiwilligen erhielt ebenfalls eine Stimulation, jedoch nur innerhalb von 30 Sekunden.

Die Autoren des Projekts behaupten, dass die Vertreter der ersten Gruppe den Multitasking-Test viel besser bestanden haben als die Vertreter der zweiten Gruppe. Der Zeitunterschied für die Durchführung der Testaufgaben betrug vier Minuten. "Die Ergebnisse zeigten, dass die Mikrostimulation die Fähigkeiten einer Person verbessert, insbesondere ihre Fähigkeit, mehrere Aufgaben gleichzeitig auszuführen", geben die Entwickler an. Jetzt arbeiten Wissenschaftler an einer umfassenderen Überprüfung der Wirksamkeit der elektrischen Stimulation des Gehirns. Insbesondere möchten sie herausfinden, wie lange sich die kognitiven Fähigkeiten einer Person nach Abschluss der elektrischen Stimulation verbessern.

Die Ergebnisse von Wissenschaftlern des Luftwaffenstützpunkts Ohio bestätigen die Ergebnisse früherer Studien, die von anderen Spezialisten durchgeführt wurden. Im vergangenen Jahr haben Wissenschaftler gezeigt, dass die Mikrostimulation besser funktioniert als Koffein. Scharfschützen wurden auch einer elektrischen Stimulation unterzogen, um den Effekt in Virtual-Reality-Trainingsprogrammen zu überprüfen.

Das Militär analysiert jetzt die ErgebnisseStudien zur Bewertung der Möglichkeit der elektrischen Stimulation für andere Gruppen von Soldaten, nicht nur für Piloten und Scharfschützen. Dennoch benötigen einige Spezialisten zusätzliche Studien, um die Sicherheit der Technik langfristig nachzuweisen. "Selbst für Fachgebiete, in denen die Aufmerksamkeit des Menschen äußerst wichtig ist, müssen wir davon überzeugt sein, dass all dies sicher ist, bevor mit einer aktiven Implementierung begonnen wird", sagte Neil Levy, stellvertretender Direktor des Oxford Centre for Neuroethics.


Aufnahme aus dem Film "Liebe und Tauben"

Das Problem ist, dass fast jeder Geräte für die elektrische Stimulation herstellen kann - das ist nicht allzu schwierig. Im Internet können Sie beispielsweise ein Kit zur elektrischen Stimulation kaufen und so lange damit arbeiten, wie Sie möchten - all dies ist in keiner Weise geregelt. Junge Menschen, deren Nervensystem sich noch im Entstehungsstadium befindet, können eine elektrische Stimulation erfahren, und niemand weiß, wie sich dies auf ihren Körper auswirkt. Darüber hinaus kann die Verwendung höherer Ströme zu Hirnschäden führen - dies muss ebenfalls erkannt werden.

Und 2014 warnte Roy Cogen Kadosh (Roi Cohen Kadosh), ein Wissenschaftler aus Oxford, dass die elektrische Stimulation einen Teil der Fähigkeiten einer Person verbessert. Gleichzeitig werden andere Fähigkeiten immer schlechter . Zum Beispiel in einer Studie ( , =2, =7), , , , .

, , , tDCS 20%. 2 . 1 .

Diese Mikrostimulation ermöglicht es Ihnen, die Schlafzeit zu verkürzen, und die Schlafqualität nimmt nicht ab: Nach dem Aufwachen tritt keine Müdigkeit oder Schläfrigkeit auf. Auch das Verhältnis der Schlafphasen ändert sich nicht.

Warum und wie funktioniert die elektrische Stimulation?

Die Tatsache, dass es wirklich eine Wirkung auf das Nervengewebe hat, steht außer Zweifel. Wissenschaftler haben mehrere Studien zu diesem Thema durchgeführt. Schlussfolgerung - Mikrostimulation bewirkt die sogenannte Langzeitpotenzierung und Langzeitdepression von Synapsen. All dies sind die Prozesse, die der Bildung von Gedächtnis und Lernen zugrunde liegen. Der erste Begriff beschreibt den Prozess der Umstrukturierung der Verbindungen zwischen einzelnen Neuronen, wodurch die "Verbundenheit" einzelner Bereiche des Gehirns verbessert wird. Der zweite Begriff beschreibt den Prozess der Reduzierung der „Konnektivität“.

Meistens verändert die elektrische Stimulation das Membranpotential von Neuronen. Das heißt, es gibt eine Änderung des physiologischen Zustands der Zellen des Nervengewebes, wodurch sie entweder aktiver, anregungsanfälliger oder weniger werden.

Und was noch?

Es gibt andere Effekte. In diesem Jahr fand eine andere Gruppe von Forschern heraus, dass die Mikrostimulation die Neuroplastizität durch die Aktivierung von Gliazellen beeinflusst, die als Hilfszellen des Nervengewebes bezeichnet werden können. Darüber hinaus zeigte eine andere Studie die Möglichkeit, die epigenetische Regulation des BDNF-Gens aufgrund des Einflusses von Mikroströmen auf das Nervengewebe zu verändern. Dieses Gen ist für die Bildung des Langzeitgedächtnisses verantwortlich. BDNF bezieht sich auf Neurotrophine, Substanzen, die die Entwicklung von Neuronen stimulieren und unterstützen.



Das US-Militär verwendet eine charakteristische Konfiguration von Elektroden, um Bereiche des Gehirns zu stimulieren, die für die Erhöhung der Konzentration und den Widerstand gegen "nervöse Müdigkeit" durch monotone Aktionen verantwortlich sind.

Eine andere Konfiguration der Elektroden kann zu anderen Effekten führen, beispielsweise um das "motorische Lernen" zu verbessern. In diesem Fall muss die Anode über dem primären Motorkortex platziert werden. Mikrostimulation wird auch zur Behandlung von Depressionen einschließlich ihrer schweren Formen eingesetzt. Experten zufolge ähnelt die Wirkung von Mikroströmen wahrscheinlich der Wirkung von Antidepressiva, wodurch das Gehirn beginnt, aktiv Endorphine und Serotonin, die sogenannten "Hormone des Glücks", zu produzieren. Darüber hinaus gibt es praktisch keine Nebenwirkungen bei der medizinischen Behandlung von Depressionen.

Im Allgemeinen wurden bereits mehr als 12.000 Artikel zum Thema Mikrostimulation des Gehirns veröffentlicht, und in den meisten von ihnen kommen die Autoren zu dem Schluss, dass es keine schwerwiegenden Nebenwirkungen gibt. In einigen Fällen wird Juckreiz an der Stelle der Befestigung der Elektroden oder Kopfschmerzen festgestellt, dies tritt jedoch selten auf.

Jetzt sind viele Experten zuversichtlich, dass elektrische Stimulation ein Segen ist. In den USA, Europa und Russland tauchten Start-ups auf, die ihre eigenen Geräte zur elektrischen Stimulation zu Hause oder im Büro anboten. Darüber hinaus gibt es Systeme sowohl für Sportler als auch für Menschen, die einen sitzenden Lebensstil führen und für die Klarheit des Denkens und Konzentration wichtig sind.

Wie bereits erwähnt, gibt es bisher keine Informationen über die negativen Folgen des Einsatzes elektrischer Stimulation. Vielleicht sind sie es wirklich nicht, oder vielleicht gab es einfach keine Studien, die darauf abzielten, die Langzeitwirkung der Verwendung kleiner Ströme zur Aktivierung des Gehirns zu untersuchen.

Die Gesellschaft als Ganzes nimmt die elektrische Stimulation positiv wahr. Unter den Benutzern, die mit verschiedenen tDCS-Systemen gearbeitet haben, bewertet die Mehrheit (ca. 50%) den Effekt als „stark positiv“. Etwa 40% sprechen von einem „durchschnittlichen positiven Effekt“. Andere Benutzer behaupten, dass die Erfahrung mit tDCS nicht erfolgreich war.

Das Militär beabsichtigt, seine Experimente fortzusetzen.

Source: https://habr.com/ru/post/de399147/