Все новости

Вниманием макак научились управлять, воздействуя на их мозг ультразвуком

Таким образом ученые ищут, как можно воздействовать на участки мозга, которые отвечают за депрессию, наркотические зависимости или неприятные воспоминания

ТАСС, 20 мая. Ученые из США научились манипулировать поведением макак-резусов, облучая их мозг с помощью коротких ультразвуковых импульсов. Результаты их работы опубликовал научный журнал Science Advances.

"Наша методика позволяет напрямую управлять активностью нейронов и тем, как они связаны со своими соседями. В теории, это позволяет восстанавливать нормальную работу тех цепочек нейронов, которые почему-то начали работать некорректно. В ближайшие три года мы планируем начать эксперименты на добровольцах, которые хотят избавиться от депрессии", – рассказал один из авторов исследования, профессор Университета Юты в Солт-Лейк-Сити (США) Ян Кубанек.

В последние десять лет нейрофизиологи пытаются понять, какие участки коры и глубинных слоев мозга человека отвечают за различные формы социального или асоциального поведения. К примеру, в 2013 году они выяснили, что определенный участок в префронтальной коре играет роль своеобразного "центра послушания". Если его стимулировать, можно заставить человека подчиняться социальным нормам.

Позже швейцарские и американские исследователи обнаружилив верхней части префронтальной коры своеобразный "центр честности". Если его принудительно "включить", человека можно сделать заметно менее склонным к обману. Аналогичные участки в других регионах мозга оказались связаны с риском, религиозным поведением и другими сложными концепциями, у которых нет аналогов в природе.

Главная цель всех подобных экспериментов, как отмечает Кубанек, заключается в том, чтобы найти такие участки мозга, принудительная стимуляция или блокировка работы которых сможет избавить человека от депрессии, наркотической зависимости, а также​"удалить" неприятные воспоминания или исправить другие проблемы в работе нервной системы.

Как правило, в подобных опытах обычно используют или электроды, которые имплантируют прямо в мозг, или же так называемые ТМС-стимуляторы – генераторы электромагнитных полей, которые могут влиять на электрическую активность во внешних слоях коры мозга. И тот, и другой способ справляются с этой задачей, однако в первом случае нужна нейрохирургическая операция, а второй пока не очень точен.

Ультразвуковой "выключатель" нервов

Экспериментируя с макаками, Кубанек и его коллеги выяснили, что эти методы можно заменить ультразвуком. В ходе опыта ученые сажали обезьян перед дисплеем, на котором справа или слева поочередно появлялись геометрические фигуры. При этом исследователи облучали зрительную кору их правого и левого полушарий узкиим пучками ультразвука и наблюдали за тем, как меняется поведение животных.

Как правило, здоровые люди и приматы в первую очередь смотрят на ту часть экрана, где изображение появилось первым, а при инсультах и других повреждениях мозга эта простейшая реакция нарушается. В большинстве случаев жертвы инсульта обычно смотрят на ту сторону дисплея, с которой у них расположен поврежденный участок коры. При этом можно добиться и обратного эффекта, если вводить в одно из полушарий вещества, которые стимулируют связи между разными отделами мозга.

Нечто похожее, как обнаружили Кубанек и его коллеги, происходит, если обрабатывать ту же область мозга макаки при помощи ультразвуковых импульсов определенной формы длиной в 300 миллисекунд. Подобная процедура в 65% случаев заставляла обезьян смотреть в ту сторону, которую выбирали ученые, и игнорировать вторую половину экрана, даже если картинка появлялась на ней раньше.

Видимые изменения в поведении приматов, по мнению авторов статьи, говорят о том, что ультразвук действительно может менять характер активности облучаемых нейронов и их связей с другими нервными клетками, в чем недавно начали сомневаться некоторые исследователи. При этом, что интересно, после начала облучения сила действия ультразвука на мозг быстро падала.

Это может объяснять то, почему некоторые прошлые опыты, в которых исследователи изучали его действие на нервную систему, закончились безрезультатно. Вдобавок это говорит о том, что мозг адаптируется к подобным раздражителям и пытается скорректировать свою активность для того, чтобы они меньше влияли на его работу. Это нужно учитывать при разработке различных терапий на основе ультразвука, заключают ученые.