美军测试大脑电刺激以改善多任务

美国陆军开始测试一种通过对大脑进行电刺激来提高人们的心理能力的新方法。提议使用此技术的专业类别包括空军，无人机操作员和其他需要在压力情况下快速做出反应的军事人员。据开发该技术的专家称，电刺激除其他作用外，还减少了人类对外部刺激的反应时间。这就是所谓的“经颅微极化”（tDCS）。

该系统的硬件包括五个电极，它们通过颅骨向大脑皮质的某些区域发送微弱的放电。先前的研究表明，这有助于改善某些神经元群的功能，进而改善人自身的认知能力。

该技术被视为莫达非尼和利他林等药物的更安全替代品。两者都被用作大脑兴奋剂，包括在美国陆军中。这些药物仅在必要时通过处方给药。


如果负担太重，一个人的认知能力就会受到损害。科学家的一项研究表明，用电信号刺激大脑可以改善大脑功能，并在一定时间内保持一定水平

，大脑电刺激技术的开发者对此充满信心没有有害的副作用。同时，一些专家认为，要想声明该技术完全无害，就必须观察长期遭受电刺激的志愿者。

引起关注的原因之一是，到目前为止，尚无标准描述该技术的范围和工作的定量参数（电流强度，电极放置，工作时间等）。因此，在不久的将来有必要制定这些标准，以便对技术进行规范。2015年研究的作者说，微刺激可以提高注意力。据您了解，美国军方仅重复了这项研究，并决定将其实际应用。

到目前为止，正在对数量有限的空军空军基地志愿者进行电刺激测试。赖特·帕特森（Wright Patterson）在美国俄亥俄州。据从事该项目的科学家称，用电刺激人们的大脑后，疲倦的士兵的认知能力就会提高。

“当人类操作员长时间监视设备的运行并对外部因素做出响应时，空军通常使用飞机的遥控器进行空中操作。声明说，由于操作的单调性，操作员的效率可能在操作开始后不久下降。

研究人员发现，用电刺激大脑可以改善人类的能力，包括多任务处理和反应速度。科学家表示，他们使用经颅直流电刺激（tDCS）会对人类产生重大影响，

在实验过程中，科学家选择了几名志愿者，并要求他们参加NASA开发的测试，此测试验证了特定人员执行多项任务的能力。作为测试的一部分，志愿者需要在计算机屏幕上监视移动的圆圈内的物体，与此同时，受试者需要监视其他三个任务并做出响应知道屏幕上的请求。

志愿者分为两个小组。第一部分的代表将电极戴在头上，在36分钟内产生2毫安的电流。第二组志愿者也受到刺激，但仅在30秒内。

该项目的作者声称，第一小组的代表比第二小组的代表更好地通过了多任务测试。测试任务的执行时间相差四分钟。开发人员指出：“结果表明，微刺激改善了一个人的能力，特别是他同时执行多项任务的能力。”现在，科学家正在着手大规模验证大脑电刺激的有效性。特别地，他们想找出一个人在完成电刺激后的认知能力提高了多长时间。

来自俄亥俄州空军基地的科学家的结果证实了其他专家先前进行的研究的结果。去年，科学家表明微刺激比咖啡因更好。狙击手还受到电刺激，以检查虚拟现实训练程序中的效果。

军方正在分析结果研究，评估了对其他类型的士兵（不仅是飞行员和狙击手）使用电刺激的可能性。尽管如此，许多专家仍需要进行进一步的研究以证明该技术的长期安全性。牛津大学神经伦理学中心副主任尼尔·利维说：“即使对于那些人类关注极为重要的专业，我们也必须确信在开始积极实施之前，所有这些都是安全的。”


拍摄自电影《爱与鸽子》

问题是几乎任何人都可以制造用于电刺激的设备-这不太困难。例如，在Internet上，您可以购买一个用于电刺激的工具包，并可以随意使用它，只要您愿意-一切都不受任何限制。神经系统仍处于发育阶段的年轻人可能会受到电刺激，没有人知道这将如何影响他们的身体。此外，使用较高的电流可能会导致大脑受损-这也必须得到承认。

2014年，来自牛津的科学家Roy Cogen Kadosh（Roi Cohen Kadosh）警告说，电刺激可以改善人的部分能力，这是事实。但是，与此同时，其他能力也越来越差。例如，在一项研究中受试者很好地记住了数字对应系统（例如，鸡肉= 2，鸡蛋= 7），但是对于进行微刺激的志愿者而言，将这些数据用于其他相关任务却比对照组要差。

同时，今年，来自哈佛大学，牛津大学和图宾根大学的一组科学家发现，tDCS可以加快学习速度并将言语记忆力提高20％以上。而且，效果是长期的，持续了2个月。这里，电刺激物进行使用1mA的电流半小时，每天连续两天。

另一批科学家发现微刺激可以减少睡眠时间，并且睡眠质量不会降低：醒来后不会出现疲劳或睡意。睡眠阶段的比率也不会改变。

电刺激为何以及如何起作用？

它确实对神经组织有作用的事实是毋庸置疑的。科学家对此主题进行了数项研究。结论-微刺激会导致所谓的长期增强和长期抑制突触。所有这些都是构成记忆和学习的基础的过程。至于第一个术语，它描述了重构单个神经元之间连接的过程，该过程增强了大脑各个区域的“连接性”。第二项描述减少“连接性” 的过程。

通常，电刺激改变神经元的膜电位。也就是说，神经组织细胞的生理状态发生了变化，这使它们变得更活跃，更容易激发或更少。

还有什么

还有其他影响。今年，另一组研究人员发现微刺激通过神经胶质细胞的激活影响神经可塑性，神经胶质细胞可以被称为神经组织的辅助细胞。此外，另一项研究表明，由于微电流对神经组织的影响，可能改变BDNF基因的表观遗传调控。该基因负责长期记忆的形成。 BDNF是指神经营养蛋白，刺激和支持神经元发育的物质。



美国军方使用电极的特殊配置来刺激大脑区域，这些区域负责增加注意力和抵抗“神经疲劳”，以防止其执行单调动作。

电极的不同配置可能导致其他效果，例如，改善“运动学习”。在这种情况下，必须将阳极放置在主电机皮层上方。微刺激也可用于治疗抑郁症，包括其严重形式。据专家介绍，微电流的作用可能类似于抗抑郁药的作用，结果是大脑开始主动产生内啡肽和血清素，即所谓的“幸福荷尔蒙”。此外，在抑郁症的医学治疗中几乎没有固有的副作用。

总体上，已经有超过12,000篇关于脑微刺激的文章发表，其中大多数作者得出的结论是没有严重的副作用。在某些情况下，注意到电极连接处发痒或头痛，但这很少发生。

现在，许多专家相信电刺激是一种祝福。在美国，欧洲和俄罗斯，初创公司开始出现，为家庭或办公室提供自己的电刺激装置。此外，对于运动员和久坐久坐的生活方式，对于清晰思考和专心致志的人来说，都有一些系统。

如上所述，到目前为止，还没有关于使用电刺激的负面后果的信息。也许它们确实不是，或者可能根本没有针对使用小电流激活大脑的长期影响的研究。

整个社会对电刺激产生积极的认识。在使用不同tDCS系统的用户中，大多数（约50％）将该效果评为“强阳性”。大约40％的人说“平均积极作用”。其他用户声称使用tDCS的体验不成功。

至于军事，他们打算继续进行试验。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN399147/