Sonuçta Beyin Uyarıcı Kulaklıklar Çalışabilir
Sonuçta Beyin Uyarıcı Kulaklıklar Çalışabilir
Anonim

Teknoloji etrafındaki hype, kanıtların önüne geçti. Şimdi kanıtlar yetişiyor olabilir.

Tamamen bilimsel bir bakış açısından, beyninizden biraz elektrik akımı geçirerek fiziksel sınırlarınızı değiştirebileceğiniz fikri oldukça şaşırtıcı. Kaslarınızın nasıl kasıldığı, ne kadar hızlı nefes aldığınız veya kalbinizin ne kadar hızlı attığı hakkında hiçbir şeyi değiştirmeden (teoride) daha ileri veya daha hızlı gidebilirsiniz - çünkü beynin tam olarak doğru kısmına uygulanan elektrik uyarımı her şeyi yapar. daha kolay hissediyorum. Beynin fiziksel sınırları belirlemedeki rolünün oldukça çarpıcı bir örneği.

Uygulamada, sular biraz daha çamurlu. Podyumda zirveye çıkmak isteyen herkesin kafatasını kablolamak zorunda olduğu yeni bir beyin dopingi çağının gelişini gerçekten kutlamalı mıyız? Son yıllarda (en yakın zamanda burada) transkraniyal doğru akım beyin stimülasyonu adı verilen bir teknik hakkında çok şey yazdım ve laboratuvarın son derece kontrollü ortamında çalışıyor gibi görünse de, gizlice rahatladım. Halo Neuroscience tarafından yapılanlar gibi ticari olarak temin edilebilen cihazların aynı şeyi yaptığına dair çok az veya hiç ikna edici kanıt yok.

İyi ya da kötü, bu değişiyor olabilir. Geçen ay, Halo'nun beyin uyarıcı kulaklıklarını kullanan biri koşu, diğeri bisiklete binme olmak üzere atletik performansta önemli gelişmeler bulan iki yeni çalışma yayınlandı. Her iki çalışma da küçüktür ve her ikisi de bazı soruları cevapsız bırakmaktadır. Ancak beyin stimülasyonu ana akıma doğru sürüklenirken, yeni bulgulara bir göz atmaya değer.

Beyniniz aracılığıyla, tipik olarak yaklaşık 2 miliamper, elektrokonvülsif terapide kullanılandan yüzlerce kat daha küçük, zayıf bir elektrik akımı çalıştırdığınızda, bu, etkilenen nöronların uyarılabilirliğini değiştirir ve onları bir saat ya da daha fazla ateş etme olasılığını biraz daha artırır. beyin stimülasyonundan sonra. Bu tekniğin dayanıklılığı nasıl veya neden artırabileceğine dair birçok farklı teori (ve çelişkili kanıtlar) var, ancak en inandırıcı bulduğum şey şu:

Bisikleti pedal çevirmek için beyninizin motor korteks adı verilen ve kaslarınıza sinyaller gönderen bir bölgesine ihtiyacınız vardır. Motor korteksinize beyin stimülasyonu uygularsanız, bu beyin sinyalleri nörondan nörona daha “kolay” geçebilir. Bir teoriye göre, öznel çaba duygunuz, en azından kısmen, kaslarınızı hareket ettirmek için gereken beyin aktivasyonunun büyüklüğü tarafından belirlenir. Dolayısıyla, gerekli beyin sinyallerini oluşturmak ve iletmek daha kolaysa, belirli bir hızda pedal çevirme veya koşma eylemi daha kolay hissedecek ve böylece daha hızlı gidebilecek veya belirli bir hızı daha uzun süre sürdürebileceksiniz.

Sonuç olarak, daha ikna edici bazı beyin stimülasyon makalelerindeki temel bulgu, geliştirilmiş dayanıklılık performansının, egzersizin başlangıcından itibaren azaltılmış bir çaba hissi ile el ele gitmesi olmuştur (örneğin, grafikte gösterildiği gibi). Bu makalede). Aranacak sigara tabancası bu.

PLOS One'da yayınlanan yeni çalışmalardan biri, Chung-Ang Üniversitesi'nden Joung-Kyue Han liderliğindeki Güney Kore'deki bir grup araştırmacıdan geliyor. On gönüllü, yaklaşık 20 dakika sürebilecekleri bir tempo olan VO2max'ın yüzde 80'inde tükenmeye kadar geçen bir koşu testi yaptı. Koşu testinden önce, Halo kulaklıklarla 20 dakikalık gerçek veya sahte beyin stimülasyonu aldılar. Her gönüllü, testi rastgele sırayla, her iki durumda da bir kez olmak üzere birkaç gün arayla iki kez yaptı.

Gerçek beyin stimülasyonundan sonra, koşucular dayanıklılık testinde yaklaşık yüzde 15 daha uzun sürdü: ortalama 18.44 dakikaya kıyasla 21.18 dakika. 10 gönüllüden yedisi beyin stimülasyonu ile daha iyi sonuçlar elde etti. Hızdaki en ufak değişiklikler için bile gereken ek enerji nedeniyle, tükenme süresi testleri, performansta yarışlara veya zamana karşı yarışlara göre çok daha büyük değişiklikler üretme eğilimindedir: muhafazakar bir tahmin, tükenme süresinde yüzde 15'lik bir artışın bir yarışta yaklaşık yüzde 1 daha hızlı gitmeye eşdeğer. Yine de, bu büyük bir anlaşma.

Boyun altı ölçümlerinin hiçbiri performanstaki değişikliği açıklayamadı: kalp atış hızı, oksijen tüketimi ve solunum, beyin uyarımı olsun veya olmasın herhangi bir zaman noktasında aynıydı. Beklenmedik bir şekilde, algılanan eforun öznel derecesi de her iki koşulda da aynıydı. Bu, daha kolay hissettirdiği için koşu bandında daha uzun süre dayandığınız fikrini ortadan kaldırır ve yukarıda bahsettiğim önceki sonuçlarla çelişir. Makalede bu bulgu hakkında uzun bir tartışma olsa da, sonuç olarak, bundan ne çıkaracaklarından emin değiller.

Çin'deki Şanghay Spor Üniversitesi'nden Xinyan Zheng liderliğindeki bir grup tarafından Frontiers in Physiology'de yayınlanan ikinci makale, sprint bisikleti ve bilişsel performansa bakıyor. Tasarım oldukça benzer; dokuz gönüllü, her biri altı saniyelik beş topyekûn sprint ve aralarında 24 saniyelik kolay pedal çevirmeyi içeren bir bisiklet görevi yapıyor.

Eklenen bükülme, biri beyin stimülasyonundan önce ve diğeri bisiklet testinden sonra olmak üzere iki bilişsel testin dahil edilmesiydi. Stroop Testi adı verilen, renkli sözcüklere ("yeşil" gibi) ekranda yanıp sönerken sözcükle eşleşen veya eşleşmeyen bir yazı tipi renginde yanıt vermeyi içeren bir şey kullandılar. İnanın bana, yapmaya çalıştığınızda göründüğünden daha da kafa karıştırıcı! Bazen tepki verme sürenizin ve karar vermenizin zihinsel yorgunluktan nasıl etkilendiğini değerlendirmek için kullanılan bir yürütme işlevi testidir.

Bir kez daha, denekler beyin stimülasyonundan sonra daha iyi performans gösterdiler, ancak bu ultra kısa altı saniyelik sprintlerde algılanan eforu ölçemediler (muhtemelen her seferinde maksimuma çıkarıldı). İşte (koyu kareler) ve beyin uyarımı olmadan (açık kareler) sprintlerdeki ortalama güç çıkışı neye benziyordu:

resim
resim

Bilişsel sonuçların ayrıştırılması biraz daha zordu, ancak bir yararı olduğu görülüyor. "Uyumsuz" Stroop testinde (kelime ve yazı tipi renginin uyumsuz olduğu daha aldatıcı durum), sahte beyin uyarımını takiben egzersizden sonra yanıt doğruluğu oranı azaldı, ancak gerçek uyarıyı takiben egzersizden sonra arttı. Tepki süresi ve "uyumlu" doğruluk gibi diğer sonuçlardan bazıları bir etki göstermiyor, bu yüzden bu sonuçlara çok daha az güveniyorum, ancak araştırmacılar, bilişsel destek gerçekse, sporda önemli olabileceğine dikkat çekiyor. futbol gibi karar vermenin ve kayak ve dağ bisikleti gibi teknik sporların önemli olduğu yerlerde.

İlginç şeyler, ancak bir parti avcısı gibi görünme riskiyle, bazı uyarılara geri dönmeme izin verin. Her iki makalenin tartışma bölümleri, beyin stimülasyonunun nasıl çalıştığına dair her türlü "biyolojik olarak makul" fikri yüzer. ve bir şekilde bu, çaba duygunuz gerçekten değişmemiş olsa bile daha hızlı koşmanıza neden olur. Orada bir sürü "güçlü" var.

(Tamam, karşı koyamıyorum. İşte bisiklet kağıdından kısa bir örnek: İlk olarak, çevresel sistemden M1'e gelen duyusal girdi, motor çıkışını (supraspinal yorgunluk) ve omuriliği birbirine bağlayan sinir yolunu, talamus, ikincil somatosensoriyel korteks, medial insular korteks, posterior singulat korteks, anterior singulat korteks, premotor alan, tamamlayıcı motor alan (SMA) ve birincil motor korteks ketleme sistemini oluşturur…” hipotezin gelecekteki çalışmalarda değerlendirilmesi gerekir.”)

Şimdi, bir şeyin karmaşık olması onun yanlış olduğu anlamına gelmez. Ancak çalışmaların performansın nasıl artırıldığına dair bazı net bilgiler sunamaması biraz endişe verici. Yürütülen çalışma, önceki laboratuvar temelli çalışmalarda olduğu gibi, çaba algısında bir değişiklik görmüş olsaydı, sonuçlardan çok daha emin olurdum.

Bir diğer merak ettiğim konu ise elektrotların yerleşimi. Bir elektrik akımı çalıştırmak için iki elektrota ihtiyacınız vardır. Bu beyin stimülasyonu biçiminde anot, yakındaki nöronların uyarılabilirliğini artıracaktır; katot zıt etkiye sahip olacak ve uyarılabilirliği azaltacaktır. 2017 yılında, Kent Üniversitesi'nden araştırmacı Alexis Mauger, beyin stimülasyonu araştırmalarındaki tutarsız sonuçların nedenlerinden birinin, katodun olumsuz etkilerinin anotun olumlu etkilerine müdahale etmesi olduğunu öne sürdü. Katodu kafatasından omuza doğru hareket ettirerek, daha tutarlı performans arttırıcı sonuçlar elde etti.

Çalışmalardaki Halo kulaklıkların konfigürasyonu üç elektrot içerir: başın hemen üstünde bir anot ve her iki tarafta kulağa doğru yarı yolda iki katot (bant kulaklığın üst kısmından geçtiği tipik bir kulaklık setini resmedin). kafa). Teoride bu, başın üst kısmının her iki tarafındaki motor korteks yoluyla uyarılabilirliği artıran akım gönderir. Ancak elektrotların tam konumu ne kadar önemlidir? Katotların anoda bu kadar yakın olmasının olumsuz etkileri var mı?

Bu soruların bir cevabı şu olabilir: hey, koşucular ve bisikletçiler performanslarını geliştirdiler, yani elektrotların oldukları şekilde iyi olduğu açıktır. Ama bu riskli bir sonuç. Bu oldukça seksi bir yeni teknoloji ve dünya çapında Halo ile deneyler yürüten düzinelerce laboratuvar olduğunu tahmin ediyorum. Bunlar, gördüğüm ilk performansla ilgili çalışmalar - ancak daha kaç kişinin masa çekmecelerinde oturduğunu bilmek imkansız çünkü sonuçları yayınlamak için çok sıkıcı kabul edildi.

Başka bir deyişle, bu çalışmalar hiçbir şekilde Halo'nun performansı hakkında son sözü söylemiyor. Tedbirli olmak için pek çok neden var. Yine de, önceki laboratuvar temelli çalışmalarla birlikte düşünüldüğünde, bulgular son derece düşündürücüdür. Bu noktada en iyi tahminim, dikkatle uygulanan beyin stimülasyonunun muhtemelen dayanıklılık performansını artırma yeteneğine sahip olduğudur. Şimdiye kadar, Halo'nun kurulumunun bu eşiği karşıladığı konusunda oldukça şüpheliydim. Ama yeniden düşünmeye hazırım.

Önerilen: