Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям (Роспечать)

Ультразвуковая стимуляция мозга обезьян повлияла на выбор

Jan Kubanek et al. / Science Advanes, 2020

После кратковременной ультразвуковой стимуляции фронтального глазодвигательного поля обезьяны выбирали зрительные объекты, которые появлялись в контралатеральной половине поля зрения, тогда как без стимуляции выбор обуславливал порядок появления стимулов. При стимуляции моторной коры эффект не проявлялся. Авторы работы, опубликованной в журнале Science Advances, считают, что ультразвуковая стимуляция в будущем может стать частью терапии зависимостей и других психических расстройств.

Кроме широко известной транскраниальной магнитной стимуляции неинвазивно влиять на активности мозга пытаются с помощью ультразвука. Этот подход позволяет воздействовать на мозг с более высоким пространственным разрешением, однако некоторые исследователи сомневаются в его эффективности. При ультразвуковой стимуляции моторной коры животных под наркозом их конечности отчетливо двигались, однако подобного результата не удалось добиться в экспериментах с крупными животными или людьми.

Чтобы ультразвуковая стимуляция была практически полезна, она должен вызывать отчетливые изменения в поведении, например, влиять на процесс принятия решений и выбора. В таком случае медицина получила бы неинвазивный и безмедикаментозный способ изменять поведение пациентов, к примеру, с зависимостями.

Для исследования влияния различных параметров на зрительный выбор используют следующее тестирование (его применяют для оценки когнитивных нарушений при повреждениях мозга): на мониторе перед добровольцем появляются два объекта (слева и справа), один на доли секунды раньше другого, задача — зафиксировать взгляд на одном из них. В норме человек и другие животные выбирают объект, который появляется раньше. При нарушениях фронтального глазодвигательного поля пациенты игнорируют контралатеральное (противоположное) поле зрения и смотрят на объект, который расположен со стороны поврежденного участка. Такой же эффект происходит при локальном введении нейроингибитора мусцимола, а противоположный — при искусственной стимуляции фронтального глазодвигательного поля.

Группа ученых из США под руководством Яна Кубанека (Jan Kubanek) из Университета Юты стимулировала фронтальные глазодвигательные поля двух макак (Macaca mulatta) ультразвуком частотой 270 килогерц. В это время животные выполняли описанную выше задачу. Одно из животных поощряли за фиксацию взгляда на любом из объектов, а второе — только при выборе стимула, который появлялся первым. В качестве дополнительного контроля зону стимуляции сместили на сантиметр назад, в моторную кору — такое воздействие не должно влиять на зрительный выбор.


Без стимуляции обезьяны реагировали на стимулы стандартно: чем раньше один объект появлялся относительно второго, тем вероятнее животные смотрели на него. Когда ультразвук подавали в правое фронтальное глазодвигательное поле, эта зависимость смещалась в пользу левого стимула, и наоборот (p < 0,0017). Стимуляция моторной коры не влияла на выбор обезьян. Авторы работы заключили, что ультразвуковая стимуляция мозга может влиять на поведение и зрительный выбор. Это можно использовать для помощи пациентам с расстройствами выбора, например, с зависимостями.


Более изученный способ неинвазивного вмешательства в работу мозга — транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС). Магнитными импульсами воздействовали на зрительную кору, при этом увеличивалась скорость реакции на зрительные стимулы. Кроме того, ТМС используют в медицинских целях: метаанализ показал, что процедура помогает восстановить работу мышц после инсульта; магнитная стимуляция снижает доступ кислорода к опухолям и не дает им расти.

Алиса Бахарева

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.