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Möchten Sie Ihre Gehirnleistung verbessern?
Ein kleiner Gehirnschub ist etwas, das wir alle hin und wieder gebrauchen könnten. Möglicherweise ist eine neue Option in Sicht. Forscher des National Institute for Neurological Disorders and Stroke in Bethesda, MD, untersuchen, wie die Anwendung von sanftem elektrischem Strom auf die Kopfhaut das Lernen verbessern kann.
Gehirn-Boost: Eine nichtinvasive Methode zur elektrischen Stimulation des Gehirns, die als transkranielle Gleichstromstimulation bekannt ist, hat sich bei der Verbesserung des Lernens als erfolgreich erwiesen. Der relativ Low-Tech-Ansatz liefert über einen großen Schwamm, der hier am Kopf eines Freiwilligen befestigt ist, einen sanften Strom an das Gehirn.
Frühere kleine Studien haben gezeigt, dass ein Stromfluss die motorischen Funktionen, die Sprachflüssigkeit und sogar das Sprachenlernen verbessern kann. Um zu untersuchen, wie effektiv eine solche Stimulation als Lernwerkzeug sein kann, Eric Wassermann , ein Neurowissenschaftler am National Institute for Neurological Disorders and Stroke, verwendet einen Ansatz, der als transkranielle Gleichstromstimulation (TDCS) bekannt ist, bei dem ein elektrischer Strom direkt durch die Kopfhaut und den Schädel zum Gehirn geleitet wird. Die seit Jahrzehnten verfügbare Technologie für TDCS ist einfach und ziemlich grob. (In den 1960er Jahren wurde es verwendet, um die Stimmung bei Menschen mit psychiatrischen Störungen zu verbessern, obwohl dieser Effekt in neueren Studien nicht wiederholt wurde.) Und im Gegensatz zu Menschen, die sich einer Elektrokrampftherapie unterziehen, einer anfallsauslösenden Behandlung für schwere Depressionen, die eine Anästhesie erfordert, spüren Menschen, die sich einer TDCS unterziehen, nur ein leichtes Kribbeln, wenn überhaupt.
Das Gerät ist einfach: Eine 9-Volt-Batterie, die von der Food and Drug Administration für die Verabreichung von Medikamenten über die Haut zugelassen ist, wird mit großen flachen Schwämmen verbunden, die befeuchtet und dann auf den Kopf aufgetragen werden. Es liefert einen sanften Strom von 2 bis 2,5 Milliampere, der bis zu 15 Minuten lang über einen 20 bis 50 Quadratmillimeter großen Bereich der Kopfhaut verteilt wird. Nur wenig von diesem Strom erreicht das Gehirn – etwa die Hälfte wird vom Zielbereich weggeleitet, und die andere Hälfte verflüchtigt sich schnell, wenn sie sich weiter von der Kopfhaut entfernt.
Wassermanns Team zielt auf einen Teil des Gehirns ab, der als dorsolateraler präfrontaler Kortex bekannt ist, ein Gehirnbereich, der an der übergeordneten Organisation und Planung sowie am Arbeitsgedächtnis beteiligt ist. Da in früheren bildgebenden Studien gezeigt wurde, dass die Aktivität in dieser Region die Fähigkeit einer Person, sich an Informationen zu erinnern, vorhersagt, besteht die Idee darin, dass eine elektrische Steigerung der Gedächtnisfunktion die Gedächtnisfunktion verbessert.
In vorläufigen Ergebnissen der neuen Studie, die Teil eines größeren staatlich finanzierten Projekts zur Untersuchung von TDCS auf kognitive Verbesserung ist, fanden die Forscher heraus, dass Gleichstromstimulation das Gedächtnis bei Teilnehmern verbessern könnte, die aufgefordert wurden, eine Liste von 12 Wörtern zu lernen und sich dann abzurufen. Der Effekt war in den frühen Lernphasen signifikant: In den ersten Studien, in denen die Teilnehmer immer wieder dieselbe Liste erhielten, konnten sich die Teilnehmer der Behandlungsgruppe an mehr Wörter erinnern. Aber die Lernkurve für diejenigen, die ohne das Gerät arbeiten, hat die gezappten Lernenden schnell eingeholt. Jetzt wollen wir sehen, ob wir den Recall verbessern können, nicht nur die Codierung, sagt Wassermann. Letztendlich möchten Sie die Stimulation nur während der Codierung durchführen.
Die Vorstudien sollen helfen, die Praxistauglichkeit der Technologie zu bewerten, sagt Wassermann. Wir beginnen darüber nachzudenken, ob diese Technologie eine Rolle bei der kognitiven Verbesserung bei gesunden Menschen spielt – ob es ethisch ist, ob es dafür einen Bedarf und einen Platz gibt, sagt er. Wassermann interessierte sich ursprünglich für die nichtinvasive Hirnstimulation als Behandlung für Menschen mit neurodegenerativen Erkrankungen, aber eine Reihe von Vortests an Patienten blieben erfolglos. In einem stark geschädigten Gehirn wird es wahrscheinlich nicht funktionieren, sagt er. Daher richtet sein Team seine Aufmerksamkeit auf die Erforschung der transkraniellen Stimulation als Lernwerkzeug bei gesunden Menschen.
Über die Funktionsweise von TDCS ist sehr wenig bekannt. Wissenschaftler vermuten, dass der schwache Strom die Neuronen auf Aktion vorbereitet, aber nicht die Spannungsspitzen auslöst, die Neuronen zur Kommunikation verwenden. Vermutlich polarisiert es Neuronen und lässt sie mehr oder weniger wahrscheinlich auf Eingaben reagieren, sagt Warren Grill , ein Neuroingenieur an der Duke University in Durham, NC. Aber was auf der Ebene der Synapse passiert, wo das Lernen wirklich stattfindet, wissen wir nicht.
Da das Stimulationsniveau bei TDCS so niedrig ist, gilt es als sicherer als eine andere nichtinvasive Alternative, die transkranielle Magnetstimulation. Bei diesem Ansatz, der als Therapie für Schlaganfälle und andere Hirnerkrankungen untersucht wird, erzeugt eine über dem Kopf platzierte elektrische Spule ein Magnetfeld, das durch den Schädel geht und Neuronen im darunter liegenden Gehirn anregt. Da das Verfahren jedoch eine neuronale Aktivität auslöst, besteht die Gefahr eines Anfalls.
Die kognitive Verbesserung mit Medikamenten wie Ritalin, das bei Aufmerksamkeitsstörungen verschrieben wird, ist natürlich bereits weit verbreitet. Eine online veröffentlichte Umfrage unter Natur fand im April heraus, dass jeder fünfte Befragte, von denen die meisten Akademiker und Wissenschaftler waren, angab, solche Medikamente für nichtmedizinische Zwecke zu verwenden. Die Elektrostimulation kann sich als noch einfacher erweisen. Die Hälfte der Leute in diesem Raum könnte diese Art von Gerät mit Teilen von RadioShack bauen, sagte Wassermann letzte Woche auf einer Neurotechnologie-Konferenz in Cleveland vor einer Menschenmenge.