homuncul

Хак мозга. Теперь ультразвуком

Стимулируя мозг ультразвуком, можно улучшить сенсорное восприятие человека. Стандартный неврологический тест на дискриминационную чувствительность – способность различать два прилагаемых к коже раздражителя одновременно – люди проходят успешнее после воздействия слабым фокусированным ультразвуковым лучом, направленным в голову.

Обычно для тестирования используются легкие покалывания руки. С какого-то момента испытуемый перестает различать две близко расположенные иголки, ощущая их как одну. Таким путем устанавливают, каков предел чувствительности для данного индивида. Помимо пространственного разрешения можно проверить восприятие временных интервалов – сможет ли человек отличить дуновения воздушных струй, если они следуют с высокой частотой. Экспериментально показано, что после стимуляции ультразвуком определенного участка сенсорной коры чувствительность людей возрастает: они улучшают свои показатели в дискриминационном тесте. О чем сообщает свежий Nature Neuroscience.

Отмечу, что ученые из Virginia Tech предварительно измеряли ЭЭГ соответствующей зоны сенсорной коры в момент стимуляции руки. После воздействия на эту зону ультразвуком ЭЭГ становилась слабее. При этом чувствительность руки, напротив, усиливалась. То есть менее мощный режим работы мозга приводил к улучшению восприятия. Авторы исследования предполагают, что ультразвук слегка погасил активность нейронов, в результате чего волна возбуждения стала распространяться на меньшее расстояние. Отсюда и повышение разрешающей способности – сигналы меньше накладываются друг на друга.

Ультразвук, судя по всему, становится еще одним крайне полезным неинвазивным методом не только диагностики, но и фундаментальных исследований. Его преимущество в том, что он позволяет с высокой точностью добираться до любых участков в глубине мозга, и по степени локализации превосходит как ТМС (магниты), так и микрополяризацию (слабый ток). Эксперименты по ультразвуковой стимуляции проводились в СССР еще в 1970-е, но потом дело заглохло, и в наши дни метод возвращается в науку уже силами американцев. В сочетании с современными технологиями визуализации типа фМРТ его потенциал значительно возрос. С его помощью можно улучшить восприятие и даже избирательно стимулировать нервные пути, вызывая те или иные соматосенсорные ощущения. Интересующимся когнитивными усилителями, думаю, стоит обратить внимание на этот метод. Экспериментаторы наверняка попробуют поработать с областями, связанными с интеллектуальными функциями (например, для восстановления при болезни Альцгеймера).

Legon et. al -- Transcranial focused ultrasound modulates the activity of primary somatosensory cortex in humans -- Nat. Neurosci, 2014 [Abstract]
Не может ли быть так, что ультразвук воздействовал не на мозг, а на кожу? Вибрация может улучшать чувствительность. Например, одно дело, если мы просто приложим палец к предмету, а другое -- если подвигаем по нему. Во втором случае чувствительность оказывается выше.
Не понял мысли. На всякий случай небольшая деталь: если переместить фокус луча на 1 см., эффект уже не наблюдается.
Ну ультразвук же распространяется по телу человека. Всё начинает вибрировать. По-разному, в зависимости от формы и механических свойств тканей. Возможно, ультразвук воздействовал не на мозг, а на кожу в точке прикосновений.

Да, зависимость от положения луча заставляет сомневаться в этой версии.
звук выходит из излучателя широким конусообразным пучком, пучок постепенно сужается и ФОКУСИРУЕТСЯ в определённой точке\зоне головного мозга.
Ну раз он воздействует на мозг, то, следовательно, взаимодействует с тканями. Следовательно, может отражаться и переизлучаться.
Что вы имеете ввиду под переизлучением ультразвука ? Механизм можно ? Потому что такое ощущение что вы не понимаете о чем говорите.

Ультразвук достаточно хорошо изучен. В том числе как он отражается в теле, не зря его используют для ультразвуковых исследований.

То что вы говорите, теоретически следовало бы проверить, на практике - они бы это видели, ибо отражения должны зависить от формы черепа (мозг - это желе там отражатся негде), форма черепа достаточно сильно варьируется от человека к человеку, а у них на разных испытуемых результат зависил, только от того какой отдел мозга находился под лучом.

Так что это должна быть просто какая то фантастическая вероятность того что происходит, то о чем вы говорите.



Edited at 2014-01-13 06:22 am (UTC)
> В том числе как он отражается в теле, не зря его используют для ультразвуковых исследований.

Ну! Когда делают УЗИ, получают картинку, основанную на том, что ультразвук по-разному отражается от разных тканей.

Кроме того, есть общефизический принцип: если есть прямое воздействие, то есть и обратное. По гипотезе авторов, ультразвук воздействует на нервную ткань. Следовательно, нервная ткань воздействует на ультразвук. То есть, она его рассеивает и отражает.

> Так что это должна быть просто какая то фантастическая вероятность того что происходит, то о чем вы говорите.

Может, Вы и правы. А, может, тут достаточно устойчивая ситуация просто получилась...
> Кроме того, есть общефизический принцип: если есть прямое воздействие, то есть и обратное.

WAT? Я как человек с дипломом физика - никогда о подобном "общефизическом принципе" не слышал.

Плюс "переизлучение ультразвука".

Я бы сказал что вы мягко говоря слабо разбираетесь в том про что говорите.

> основанную на том, что ультразвук по-разному отражается от разных тканей.

Да. Даже плотность у печени и кишечника разная. А мозг гомогенный практически - это полтора килограмма желе, где вы там хотите разное отражение получить я не понимаю (да можно получить изображение мозга - но это высокая чувствительность приборов и современные алгоритмы)

Опять же если посмотреть что ультразвук затухает экспоненциально от расстояния, то для того чтобы ему дойти от головы до руки (а это больше метра) и при этом сохранить достаточную мощность чтобы быть физиологически значимым, изначальная мощность должна быть достаточно высока, и надо считать конечно, но я думаю что e^10 (1м до руки вместо 10 см в черепе ) это где то децибелл 40 и это разница между звуком настенных часов и опасным для здоровья уровнем для обычного звука (да я привираю, но это все сильно простые рассчеты по порядку во всяком случае похоже что ультразвук достаточной мощности чтобы дойти от головы до руки может быть опасен)

> WAT? Я как человек с дипломом физика - никогда о подобном "общефизическом принципе" не слышал.

Ну это плохо, что я могу сказать.

> Я бы сказал что вы мягко говоря слабо разбираетесь в том про что говорите.

У меня такое впечатление складывается в отношении Вас, особенно в связи с абзацем выше.

> где вы там хотите разное отражение получить я не понимаю

Почему разное? Мозг просто рассеивает ультразвук в разные стороны, хоть и гомогенно.

> ультразвук затухает экспоненциально от расстояния

Ну это в однородной среде. Человек -- неоднороден. Там могу быть всякие каналы передачи, например, кровеносные сосуды, кости, нервы.

> Ну это плохо, что я могу сказать.

Вы не могли бы указать мне на публикацию в которой он впервые был описан может быть. Я хотел бы загладить такой зияющий пробел в моем образовании. Английского не боюсь.

> Ну это в однородной среде.
Там просто коэффициенты разные. Экспоненциальный характер сохраняется в любой среде если мы экстремальные случаи не рассматриваем которые в человеческом теле не наблюдаются.

> У меня такое впечатление складывается в отношении Вас, особенно в связи с абзацем выше.
Я рад что это взаимно.

Ладно, прошу прощения за троллинг. Не удержался.

Я понимаю что перенос энергии может выглядеть не совсем экспоненциально и бла бла бла можно придумать такую систему в которой при изначально слабом сигнале он может проходить достаточно большие расстояния оставаясь физиологически значимым.

Но опять же я сильно сомневаюсь что это эволюционировало случайно у организма который не использует ультразвук и наблюдалось независимо у людей с наверняка разной комплекцией, разным составом жировых мышечных тканей и т.д.

Слишком маловероятно я ставлю на версию с торможением мозга ультразвуком как самую тупую из имеющихся
Да, но если авторы правы,то получается, что в мозгу есть механо- либо аудио- рецепторы, либо сам мозг или его участок служит таким рецептором.

Что странно, так как противоречит принципу о том, что каждая способность должна быть представлена соответствующим морфологическим образованием.

ИМХО, это несколько неожиданно. Если мозг может непосредственно воспринимать ультразвук, то почему бы ему тогда не воспринимать магнитное поле, радиацию или, быть может, мысли других людей, в том числе умерших?

Поэтому я и подумал о существовании пути между ультразвуковым воздействием и соответствующими рецепторами -- механорецепторами в коже.

Естественно, это просто мысли вслух, не претендующие на серьёзную критику.
> Да, но если авторы правы,то получается, что в мозгу есть механо- либо аудио- рецепторы, либо сам мозг или его участок служит таким рецептором.

Ну это утверждение эквивалентно "в мозгу есть рецепторы для регистрации сотрясений мозга". Нет влияние на систему может быть оказано даже если она не предназначена для регистрации таких воздействий. Это в некотором роде "хак" мозга. Использование того что в нетипичных физических условиях система работает не так как обычно.

> Да, но если авторы правы,то получается, что в мозгу есть механо- либо аудио- рецепторы, либо сам мозг или его участок служит таким рецептором.

Нет, не получается, не дойдет дотуда ультразвук по телу (а вот подставку на которой лежали руки я бы на всякий случай на вибрации бы проверил :) особенно если она металлическая).

А связь между воздействием на кожу головы и чувствительностью пальцев - скорее всего бы нашли давно. Тем более повышение чувствительности вибрацией насколько я понимаю локально, если вибрировать руку - то становится чувствительнее рука.

> Естественно, это просто мысли вслух, не претендующие на серьёзную критику.
Ну это же жж, что тут может быть серъезного.
хм... Это получается, что те, кто говорят, что чувствуют УЗ во время исследований могут и не выдумывать... интересно. Вполне можно допустить, что у них изначально пороги чувствительности отличаются от среднестатистической нормы. Но тогда и говорить о полной неинвазивности метода можно только в категории условности.
Не выдумывают.

В детстве от подлетающей на расстояние вытянутой руки летучей мыши исходил очень слабый высокий свистящий звук.
а я и сейчас, в 47, слышу летучих мышей, и не слабо, а совершенно четко. и слышу неприятный писк при чистке зубов у стоматолога ультразвуком. не думаю, что это уникально, думаю, просто там и там частота близка к границе диапазона, который уже большинство слышит.
а вот чтобы "чувствовать" УЗ, когда доктор водит сканером по животу или засовывает его в полости тела - это, мне кажется, все-таки фантазия. ничего подобного не чувствую (и не слышу ухом, когда работает этот сканер).
Ну так выше же "tananta" и упоминает о различии порога чувствительности у разных людей.

Другое дело что УЗ устройство стоматолога и устройство УЗ сканера (не только частоты, но и диаграмма направленности излучения) могут существенно различаться.

Во всяком случае в трех упоминаемых ситуациях есть существенные различия.


Но это все все же не так интересно, как вопрос гипноза вообще и телегипноза в частности:-)







Оффтоп.
О возврате к жизни старых исследований. Вам не попадались в последнее время материалы о искусственной регенерации у человека? Недавно искал на эту тему и с удивлением обнаружил, что есть статьи о весьма успешной регенерации конечностей, но очень старые, годов 70-х.
Из того, что я знаю, успешная регенерация у человека ограничивается кончиками пальцев. Ничего более впечатляющего не встречал.
Ссылки
Пользователь dok_zlo сослался на вашу запись в записи «Ссылки» в контексте: [...] 4. Хак мозга. Теперь ультразвуком Тыц [...]
" Авторы исследования предполагают, что ультразвук слегка погасил активность нейронов, в результате чего волна возбуждения стала распространяться на меньшее расстояние. Отсюда и повышение разрешающей способности – сигналы меньше накладываются друг на друга."

Не понял :( Это в пространстве или во времени? Если в пространстве, то наложение, по идее, должно влиять на величины восприятий, а не способность их различать (т.е. близкие покалывания должны казаться более сильными, чем далекие)
Осталось подождять стартап с соответствующим девайсом.