Стимуляция блуждающего нерва и режим сенсорной сверхобучаемости

Не секрет, что музыкант может практиковаться, чтобы четко различать высоту звучания, или гонщик Формулы 1 практикуется, чтобы прокачать скорость реакции. Фактически, все млекопитающие способны прокачивать слух, зрение и другие чувства с помощью практики. Этот процесс известен как перцептивное обучение. И это обучение можно «разогнать» через активацию главного нерва, который соединяет мозг почти с каждым органом в теле. Первым повезло аугментироваться, как всегда, мышам.

Работа мозга, да и общая продуктивность организма, как всегда, завязаны вокруг комплексной работы систем, органов и тканей. Главная особенность в том, чтобы подобрать адекватную стимуляцию, чтобы добиться максимальной отдачи от организма и сверхрезультативности в делах. В этой статье мы коснемся исследований по одному из многих биомеханизмов. А больше про мозг и продуктивность, как всегда, читайте в материалах сообщества!

Стимуляция блуждающего нерва и обучаемость

Исследование центра здоровья имени Лангона при Нью-Йоркском университете, сосредоточено на блуждающем нерве, который передает сигналы между мозгом и всем телом, включая работу сердца, пищеварительную систему и другие органы.

Эксперты давно изучают возможность воздействия на этот нерв слабыми электрическими импульсами для лечения широкого спектра заболеваний: от эпилепсии и депрессии до посттравматического стрессового расстройства и нарушений слуха.

Однако результаты таких вмешательств оказались неоднозначными, и основные механизмы, которые могут привести к улучшению органов чувств, до сих пор оставались неясными. Сокрушить статус кво призвана новая работа.

Блуждающий нерв и органы чувств

Чтобы более подробно изучить, способна ли стимуляция блуждающего нерва улучшить перцептивное обучение, исследовательская группа обучила 38 мышей различать музыкальные тона. Первоначальная цель была в том, чтобы повысить производительность у всех животных. При этом тенденция сводилась к тому, что мыши совершали все меньше и меньше ошибок.

Изменения начались после выхода на плато. Грызуны, которые продолжали обучение без каких-либо вмешательств, достигли максимума примерно через неделю обучения. А грызуны, получившие стимуляцию блуждающего нерва, продолжали совершенствовать навыки, совершая в среднем на 10% меньше ошибок в большинстве тестов, чем до вмешательства.

Кроме того, мыши в экспериментальной группе допускали вдвое меньше ошибок, чем их сородичи, при выполнении самых сложных заданий, в которых им нужно было различать очень похожие тона.

Наши результаты показывают, что активация блуждающего нерва во время обучения помогает выйти за пределы того, что животные и, возможно, даже люди способны воспринимать.

Кэтлин Мартин, ведущий автор исследования.

Блуждающий нерв и мозг

Во второй части исследования ученые оценили, как и где стимуляция блуждающего нерва влияет на мозг. Результаты показали, что стимуляция нерва повышает активность в холинергической базальной части переднего мозга, области, отвечающей за внимание и память. Когда команда перепрограммировала оборудование на подавление активности в этой же области, грызуны не получали дополнительных преимуществ в обучении.

Кроме того, команда показала, что стимуляция блуждающего нерва повышает нейропластичность характерное следствие приема некоторых ноотропов. Это процесс, в ходе которого клетки мозга эффективнее адаптируются к новому опыту и формирую воспоминания. В этом конкретном примере речь идет о росте нейронов в слуховой коре, главном центре слуха мозга. Это приводит к долгосрочным клеточным изменениям, которые позволяют новым навыкам сохраняться на долгое время по завершению обучения.

Воздействие на блуждающий нерв с целью улучшения слуха ранее вызывало споры среди экспертов, поскольку предыдущие исследования на животных не продемонстрировали существенных улучшений.

Кэтлин Мартин, ведущий автор исследования.

Почему новая стимуляция блуждающего нерва вообще сработала?

Новое исследование предполагает, что метод действительно работает, хоть результаты появились позже, чем первоначально ожидали исследователи. Эта задержка может быть отчасти вызвана тем, что электрические импульсы отвлекают подопытных животных, которым требуется время, чтобы привыкнуть к ощущениям.

Авторы отмечают, что использование стимуляции блуждающего нерва для улучшения слуха выходит далеко за рамки развития одних лишь музыкальных способностей. Перцептивное обучение это  ключевой компонент как в обучении новому языку, так и в адаптации к кохлеарным имплантатам, нейропротезным инструментам, используемым для восстановления слуха. Примечательно, что пациентам часто требуются месяцы, чтобы привыкнуть к этим устройствам, а часть людей продолжает испытывать трудности даже после многих лет использования.

Эти результаты подчеркивают потенциал стимуляции блуждающего нерва для ускорения адаптации слуха к кохлеарным имплантатам. Разгоняя перцептивное обучение, метод способен облегчить пользователям имплантатов общение с людьми, слышать приближающиеся автомобили и более эффективно взаимодействовать с окружающим миром.

Старший автор исследования Роберт Фремке, доктор философии.

Электрические стимуляторы, которые в настоящее время используются для активации блуждающего нерва, размером всего в несколько сантиметров и могут быть имплантированы в ходе амбулаторной хирургической процедуры. Некоторые устройства, например, те, которые используются для облегчения мигрени, еще менее инвазивны и просто прикладываются к шее.

Перспективы стимуляции блуждающего нерва

Основываясь на своих выводах, мы планируем в дальнейшем протестировать стимуляцию блуждающего нерва у грызунов с кохлеарными имплантатами, чтобы посмотреть, улучшит ли это их адаптивность.

Старший автор исследования Роберт Фремке, доктор философии

Роберт также предупреждает, что, поскольку блуждающий нерв у людей намного больше и устроен сложнее, чем у мышей, эффекты его стимуляции могут отличаться и, следовательно, требуют дальнейшего углубленного тестирования.

Что ж, это прекрасно, что человечество находит все новые способы для развития и улучшения доступных навыков и способностей. Держа руку на пульсе, всегда знаешь, что можешь применить из доступных инструментов. Об этом, и многом другом, читайте в материалах сообщества. Подписывайтесь, чтобы не пропускать свежие статьи.