Biohacking cerebral: ¿dónde colocar los electrodos para ser más inteligentes?

Ahora más y más estudios de tDCS - estimulación transcraneal de corriente continua - están llamando la atención del público. Un número bastante grande de artículos científicos en los últimos años demuestran que el tDCS puede mejorar la capacidad cognitiva no solo en el tratamiento de enfermedades, sino también en personas completamente sanas. Entre ellos están la reacción, la atención, la memoria y el aprendizaje de lenguas extranjeras. Los éxitos de la investigación científica han atraído la atención de la comunidad de bricolaje, que puso en servicio la tecnología y comenzó a aplicar activamente tDCS en sí mismos .

Sin embargo, el punto clave para realizar la estimulación eléctrica es la elección correcta de los lugares para conectar los electrodos a la cabeza. De hecho, la estimulación de varias áreas del cerebro conduce a efectos cognitivos fundamentalmente diferentes, dependiendo de las funciones de estas áreas. Por lo tanto, decidí buscar artículos científicos y descubrir qué zonas de estimulación realmente conducen a mejoras cognitivas tangibles y qué dificultades pueden estar aquí.



TDCS - estimulación transcraneal por corriente continua - funciona de la siguiente manera. Dos electrodos están unidos a ciertas áreas de la cabeza: un ánodo cargado positivamente y un cátodo cargado negativamente. El ánodo actúa sobre las neuronas corticales de manera emocionante, reduciendo la diferencia de potencial en sus membranas. En la escala del cerebro, tal efecto conduce a un aumento local en la actividad de la zona sobre la que se encuentra. Sin embargo, ahora están surgiendo estudios que demuestran que el tDCS está más extendido y afecta algunas otras áreas del cerebro que están funcionalmente relacionadas con la región estimulada. En el caso del cátodo, la excitabilidad de las neuronas, por el contrario, disminuye.

Hasta la fecha, varios miles de estudios científicos de tDCS ya se han llevado a cabo, entre los cuales unos 500-600 en voluntarios sanos. Los parámetros de estimulación en ellos son muy similares, se aplica una corriente constante de 1-2 miliamperios durante 20-30 minutos al día, de 1 a 10 días seguidos. Sin embargo, con respecto a las áreas del cerebro que están afectadas, existe una gran variedad de opciones en las que al principio simplemente se pierde. Por lo tanto, la tarea era encontrar áreas del cerebro cuya estimulación eléctrica conduciría a mejoras cognitivas confiables, repetidas en varios estudios científicos.

Para empezar, decidí comentar varias áreas del electrodo., el más popular entre los representantes de la comunidad de bricolaje. Como base, tomé las zonas preparadas por la startup rusa Brainstorm .

Número 1. Ubicación de los electrodos DARPA: para mejorar la respuesta y la concentración.



Al colocar los electrodos DARPA, se aplica un ánodo (electrodo excitante) en la sien derecha y un cátodo (electrodo inhibidor) en el hombro izquierdo. La estimulación eléctrica de esta área fue realizada por primera vez por la agencia de defensa estadounidense DARPA para acelerar el entrenamiento militar antes de ser enviado a puntos críticos. Los científicos hablaron por primera vez sobre sus resultados en 2008 en la conferencia del foro de la comunidad de neurociencia operativa - inteligencia, donde hicieron una explosión, demostrando que tDCS aceleró la capacitación de voluntarios en 2.1 veces. Y después de 4 años salióArtículo científico con una descripción detallada de los resultados de su investigación.



El experimento se realizó con 96 voluntarios sanos que fueron entrenados en el simulador de video "DARWARS Ambush!" Este es un juego diseñado específicamente para entrenar a soldados estadounidenses de a pie y requiere una alta concentración de atención y reacción. Los participantes caminan a través de paisajes virtuales y descubren el peligro entre casas en ruinas y automóviles abandonados, y también buscan dispositivos explosivos y combatientes enemigos. Durante el entrenamiento, algunas personas se sometieron a estimulación con poca corriente, y en personas con placebo, los grupos de tDCS fueron imitados para que no tuvieran ninguna duda de que también se sometieron a estimulación.

Los resultados del experimento fueron impresionantes: tDCS redujo el tiempo de entrenamiento requerido para que un principiante se convierta en profesional en 2,1 veces (esto es simplemente un gran efecto en comparación con las influencias biológicas convencionales). Y, lo que es más importante, las personas que completaron tDCS perdieron habilidades mucho más lentamente en comparación con el grupo de control.

Curiosamente, para seleccionar una zona para la estimulación, los científicos estudiaron los patrones de activación cerebral en principiantes y profesionales que usan resonancia magnética funcional. Resultó que durante la tarea, los principiantes están entusiasmados con varias partes del cerebro, mientras que los profesionales activan un área estrictamente definida en la región de la sien derecha. Fue en esta área que los científicos decidieron colocar un ánodo "estimulante".



Luego, el personal militar de EE. UU. Comenzó a usar tDCS para mejorar el entrenamiento de los pilotos en simulaciones de video. En 2011, en la reunión anual de la Society for Neuroscience, dijeron que pudieron lograr un aumento de 2 veces en la velocidad de adquisición de nuevas habilidades. Y, lo que es más importante, el efecto de tDCS persistió durante mucho tiempo después de la finalización del procedimiento.

Es importante tener en cuenta que las sensaciones de tDCS son bastante neutrales y no están acompañadas por una sensación de aceleración o euforia. Uno de los voluntarios dijo que "sintió cosquillas y una leve sensación de ardor en el lugar de fijación de los electrodos". Y después de las primeras sesiones de tDCS, a veces incluso experimenta un ligero mareo o una sensación de cansancio.



Posteriormente, se realizaron varios estudios más sobre la estimulación eléctrica de la región temporal derecha, confirmando el efecto de tDCS en el aprendizaje. Por ejemplo, los resultados se repitieron en un ensayo doble ciego controlado con placebo (antes de esto, los estudios eran simple ciego). Además, se demostró de forma independiente que el efecto de una sola sesión de tDCS persiste durante al menos un día más.

Toda una gama de científicos de investigacióndemuestra que tDCS también afecta a otra función cognitiva: el control inhibitorio. La inhibición del comportamiento es crucial para la implementación efectiva de las tareas, ya que le permite controlar y suprimir los impulsos que interfieren con la tarea actual. Por ejemplo, si asiste a una cena, incluso si tiene mucha hambre, aún puede comer despacio e incluso detenerse si alguien se vuelve hacia usted (o el sabor de la comida le parece extraño).

En todos estos estudios, la estimulación eléctrica mejoró el control cognitivo, que aparentemente puede tener un efecto positivo en el aprendizaje, lo que le permite no distraerse de la tarea principal por estímulos extraños.

Por lo tanto, la ubicación de los electrodos DARPA está científicamente confirmada para acelerar el aprendizaje, la reacción y el control inhibitorio, sin embargo, tengo un punto sobre la ubicación del cátodo. Se propone que se aplique al hombro izquierdo para que no tenga un efecto inactivador sobre el tejido nervioso. Sin embargo, entre los investigadores existe la opinión de que para estos fines es más eficiente colocar el cátodo en la coronilla de la cabeza, las mejillas o la región sobre el ojo, que también se consideran zonas "inactivas".

Número 2. La ubicación de los electrodos para mejorar el aprendizaje motor La

ubicación de los electrodos para mejorar el aprendizaje motor es diferente en el caso de una mano derecha e izquierda activa.



Para las personas diestras, el ánodo se encuentra por encima de la corteza motora izquierda, y el cátodo se encuentra en la región superciliar derecha.



Para las personas zurdas, la ubicación de los electrodos es opuesta al espejo: el ánodo se encuentra por encima de la corteza motora derecha, y el cátodo se encuentra en la región superciliar izquierda.

Podría decirse que mejorar el aprendizaje motor es el líder en la cantidad de estudios de tDCS. Esto se debe al hecho de que este efecto se usa activamente en medicina, por ejemplo, cuando se recupera de un derrame cerebral y para mejorar la actividad motora en la vejez. Pero incluso las personas sanas han llevado a cabo durante al menos 7 doble ciego, controlado con placebo estudio , en el que tDCS mejoran el aprendizaje motor adultos voluntarios . En todos los artículos, el efecto fue en la corteza motora.

En la mayoría de los estudios, la estimulación eléctrica se utilizó para mejorar las habilidades motoras finas. En la vida cotidiana, esta es la capacidad de escribir texto de forma rápida y precisa en el teclado, controlar el mouse, tocar el piano y, en principio, "juego de manos". Y en las investigaciones científicas se utilizan pruebas en las que debe responder rápidamente a lo que sucede en la pantalla con movimientos precisos de los dedos. Por ejemplo, cuando aparece una señal en un lugar específico del monitor, debe presionar la tecla correspondiente en el teclado. O, cambiando la fuerza de presionar el sensor, debe mover el cursor en la pantalla y caer en la "puerta" (tarea "SVIPT").



Si durante tales tareas se lleva a cabo tDCS , la velocidad de ejecución aumenta significativamente y el número de errores se reduce en comparación con el grupo placebo.

La estimulación eléctrica puede mejorar otras habilidades motoras, por ejemplo, la adaptación sensorial-motora. Esta es la capacidad de corregir movimientos de acuerdo con las señales visuales o táctiles entrantes, por ejemplo, mientras conduce un automóvil o cuando realiza fintas en el fútbol y el baloncesto. El criterio de adaptación sensorial-motora en neurobiología es el efecto de la "escalera mecánica rota". Primero, una persona se sube a una escalera mecánica en movimiento y luego, a una parada. Y si tropieza al mismo tiempo, entonces su adaptación sensorial-motora está en un nivel normal. Curiosamente, el uso de tDCS condujo al hecho de que el efecto de "tropiezo" se hizo más pronunciado, lo que indica una mayor adaptación.

Por lo tanto, la estimulación eléctrica puede mejorar simultáneamente varias funciones motoras diferentes; Lo único que quiero señalar es que el efecto de una sesión de tDCS puede ser estadísticamente significativo, pero al mismo tiempo débil. Sin embargo, cuando se utiliza la estimulación eléctrica durante al menos 3-5 días seguidos, el resultado se vuelve mucho más pronunciado. El siguiente diagrama muestra la dinámica del entrenamiento en la tarea motora fina, y muestra que la diferencia entre la estimulación y el control con placebo aumenta con el tiempo y se hace más notable en el quinto día de entrenamiento. Por cierto, en este estudio, el efecto de la estimulación eléctrica también fue duradero, con una duración de 3 meses.



Número 3. Ubicación de los electrodos para mejorar el aprendizaje de lenguas extranjeras.

Para mejorar la capacidad de hablar idiomas extranjeros, se recomienda colocar el electrodo excitante (ánodo) encima de la corteza prefrontal izquierda y el electrodo inhibidor (cátodo) en la región supraorbital derecha. Esta disposición de electrodos se ha utilizado en al menos 4 estudios en voluntarios sanos . Es cierto que en todos estos artículos solo observaron un número limitado de parámetros lingüísticos: fluidez del habla y pensamiento lingüístico asociativo.



Para evaluar la fluidez del habla, utilizamos tareas en las que necesitamos recordar tantas palabras como sea posible, comenzando con una letra o perteneciendo a una determinada categoría (por ejemplo, "frutas"). Y para evaluar el pensamiento creativo del lenguaje, utilizamos una prueba en la que se dan 3 palabras (por ejemplo, "infantil" - "escanear" - "enjuagar") y necesita encontrar otra palabra lo antes posible que las combine (por ejemplo, "cerebro") . La estimulación eléctrica mejoró todos estos indicadores, pero el efecto fue bastante moderado. Por ejemplo, el siguiente gráfico (tomado de un estudio de 2012) muestra que tDCS aumentó la fluidez del habla en un 6.6% en comparación con la estimulación simulada (barra roja).



Además, noté que para mejorar las habilidades lingüísticas, además de la corteza prefrontal, también afectan la zona de Wernicke, el área responsable del procesamiento de la información del habla. Esto, en mi opinión, es aún más prometedor ya que la estimulación eléctrica de esta zona afecta los parámetros críticos para el entrenamiento del idioma: la capacidad de memorizar nuevas palabras extranjeras y traducirlas a su idioma nativo.

Por ejemplo, en 2008, científicos alemanes realizaron un estudio doble ciego controlado por placebo en el que aceleraron la enseñanza de un idioma extranjero ficticio utilizando tDCS. Los voluntarios se sometieron a uno de los 3 tipos de estimulación: exposición a la región de Wernicke por el ánodo o el cátodo, o estimulación con placebo.

Durante el tDCS, los sujetos memorizaron nuevas palabras de un idioma inexistente, y luego realizaron pruebas en las que tenían que determinar si la imagen estaba firmada correctamente y también traducir las palabras recién aprendidas a su alemán nativo. Resultó que después de la estimulación eléctrica, las personas cometieron muchos menos errores en las tareas y tradujeron las palabras más rápidamente, tradujeron las palabras de un idioma a otro (en comparación con ambos grupos de control). A continuación se encuentra la ubicación de los electrodos para estimular la zona de Wernicke:



Número 4. Ubicación de los electrodos para mejorar la memoria y la atención.

Para mejorar la memoria y la atención, se propone colocar el ánodo en la corteza prefrontal dorsolateral izquierda y el cátodo en el hombro derecho. Sin embargo, inmediatamente noto que, de acuerdo conPara algunos investigadores, la ubicación del cátodo en el hombro es menos efectiva que en la coronilla de la cabeza o la frente. Escribí sobre esto arriba.



Al menos 8 artículos científicos se han dedicado a mejorar la memoria con la ayuda de la estimulación eléctrica . Alrededor de la mitad de los estudios fueron doble ciego controlados con placebo, y el segundo fueron doble ciego "simple doble". Resulta que este es el nombre de los experimentos en los que se realiza "cegamiento" en sujetos, así como en aquellos que evalúan datos; Sin embargo, no para aquellos que aplican electrodos. En mi opinión, en este caso esto no juega un papel importante, ya que los sujetos durante el estudio no interactúan con los experimentadores, sino que realizan tareas frente al monitor de la computadora.

Los estudios muestran que el tDCS afecta la memoria de trabajo: la capacidad de "tener en cuenta" pequeñas piezas de información necesarias para actividades momentáneas. La memoria de trabajo se evalúa con mayor frecuencia utilizando la prueba "n-back", una tarea en la que aparecen imágenes sucesivas en la pantalla sucesivamente, y es necesario determinar si la imagen es la misma que la posición "n". Hay varias variaciones de esta prueba en las que debe recordar una imagen que tenía 1, 2, 3 o 4 posiciones atrás.

La mayoría de los estudios de estimulación eléctrica utilizan la tarea 2-back. Un metaanálisis de 8 estudios mostró que tDCS aumenta la velocidad con la que los voluntarios dan una respuesta en dicha tarea, pero no cambia la precisión de las respuestas. Sin embargo, si utiliza pruebas más complejas, por ejemplo, " tarea de 3 copias"O" tarea de 4 copias ", tDCS no solo aumenta la velocidad de la tarea, sino que también reduce la cantidad de errores.

Existe evidencia de que la exposición a la corteza prefrontal izquierda también puede mejorar la concentración . Y los estudios militares estadounidenses han demostrado que el tDCS en esta zona ayuda a mantener el rendimiento en condiciones de falta crónica de sueño. Los empleados de la base militar que no durmieron durante 30 horas seguidas se dividieron en 3 grupos. En las personas del primer grupo, se realizó estimulación eléctrica, en el segundo, fueron imitados, y en el tercero, fueron imitados y se les permitió tomar café.

Resultó que la estimulación de media hora ayudó a aumentar la productividad 2 veces mejor que la cafeína, y el efecto duró 3 veces más. Después de 4 horas, los que recibieron estimulación eléctrica completaron correctamente el 60% de las tareas, mientras que las personas que tomaron café, solo el 30%. Subjetivamente, las personas que tenían tDCS se sentían menos cansadas y somnolientas y tenían más energía.

Sin embargo, a pesar de los resultados alentadores de la investigación científica, los científicos están preocupados.se relacionan con el uso independiente de tDCS. En primer lugar, existe el peligro de que una persona no posicione correctamente los electrodos, lo que está plagado de un deterioro de la función cognitiva en lugar de mejorarlo. Además, existe el peligro de que lleve a cabo tDCS más de los 20 minutos prescritos, lo que también es indeseable. Bueno, en ningún estudio científico los tDCS pasan más de 2 semanas seguidas. Por lo tanto, los expertos no tienen idea de lo que sucederá si alguien comienza a afectar el cerebro con electricidad todos los días durante varios años.

Sin embargo, los fabricantes comerciales han estado produciendo dispositivos portátiles para uso personal durante aproximadamente 5 años. Es interesante que muchos elijan solo una zona y creen un dispositivo con una disposición fija de electrodos. Por ejemplo, esta fue la primera versión de foc.uspara los jugadores, los electrodos se fijaron en la frente y el inicio de sincronización , eligieron la ubicación en la sien derecha. Los dispositivos que permiten colocar electrodos en casi cualquier área de la cabeza y fijarlos con una venda poseen una gama mucho más amplia de posibilidades. Por ejemplo, " Thebrainstimulator ", " PriorMind ", " Brainstorm neuroostimulator ".

Dichos dispositivos permiten probar diferentes arreglos de electrodos para varios efectos cognitivos, aunque el riesgo sigue siendo que en este caso una persona cometa un error y coloque los electrodos incorrectamente.

Source: https://habr.com/ru/post/es396507/