Когда в детстве смотрел «Матрицу», то одно из сильнейших впечатлений произвела сцена с обучением Нео боевым искусствам. И дело даже не в скорости, а в способности «загрузить в мозг» необходимые знания, умения и навыки. Что ж, технология VR и глубокая стимуляция мозга позволяют не обучиться, но эффективно восстанавливать сознание после ЧМТ и в старости.

Объединив виртуальную реальность и неинвазивную глубокую электростимуляцию мозга, исследователи улучшили пространственную память здоровых людей — ту, которая помогает вспомнить, где вы оставили ключи от машины. Этот подход – одно из направлений киберпсихологии, симбиоза вычислительных технологий с психикой человека. А практичное его направление в лечении когнитивного спада, вызванного болезнью или травмой, без лекарств или хирургического вмешательства.

Борьба с когнитивным спадом в старости

Старение притупляет способность человека ориентироваться с помощью пространственной памяти. Это форма памяти, отвечающая за работу с информацией, необходимой для запоминания местоположения объектов в нашем окружении. Нейродегенеративные расстройства, такие как деменция, вызывают ухудшение этой способности.

В новом исследовании ученые из двух лабораторий Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария) объединили усилия. В результате удалось сформировать подход по неинвазивной глубокой стимуляции той части мозга, которая отвечает за пространственную память, и объединить его с виртуальной реальностью (VR) для улучшения мысленной навигации здоровых участников.

Найдя способ улучшения пространственной памяти без хирургического вмешательства или приема лекарств, мы решаем серьезную проблему для растущей группы населения — пожилых людей, а также пациентов с травмами головного мозга и людей, страдающих деменцией.
Фридхельм Хуммель, руководитель лаборатории Хуммеля и соавтор исследования.

Лаборатория когнитивной нейронауки Олафа Бланке (LCNO) сотрудничала с лабораторией Hummel Lab (обе находятся в Институте Neuro X EPFL), что позволило объединить опыт Hummel в неинвазивной стимуляции мозга с исследованиями Олафа Бланке в области пространственной навигации в среде виртуальной реальности. Вместе они разработали уникальную нейротехнологическую установку.

Нейротехнологии улучшают память без хирургического вмешательства

Четыре электрода были размещены на головах здоровых людей для стимуляции гиппокампа мозга и энторинального комплекса – это глубокие структуры, которые крайне важны для работы пространственной памяти. Полное название технологии – транскраниальная временная интерференционная электрическая стимуляция (tTIS). Установка неинвазивно посылает импульсы в мозг, не вызывая дискомфорта у пациента.

После установки электродов, на испытуемых надевались очки виртуальной реальности, и участникам предлагалось перемещаться по серии виртуальных локаций и запоминать ключевые ориентиры. Все это происходило внутри аппарата функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), который регистрировал активность мозга в реальном времени. Буквально пара шагов, от исследования виртуального пространства до более глубокого киберконтакта с личностью.

Когда применялась [электрическая] стимуляция, мы наблюдали явное улучшение времени припоминания у участников — времени, которое требовалось, чтобы начать движение к тому месту, где, как они помнят, должен находиться объект. Это позволяет нам полагать, что, стимулируя гиппокамп, мы временно увеличили пластичность мозга, что в сочетании с обучением в виртуальной среде приводит к лучшей пространственной навигации.
Елена Бианато, заведующая кафедрой нейроинженерии в Neuro X Institute и соавтор исследования.

Неинвазивно, результативно, безопасно. Новый тип перепрошивки мозга

Результаты показывают, что этот подход имеет большие перспективы в качестве неинвазивного лечения пациентов с когнитивными нарушениями после черепно-мозговой травмы (ЧМТ) или вследствие деменции.

Сочетание tTIS, виртуальной реальности и фМРТ предлагает высококонтролируемый и инновационный подход к изучению реакции мозга на стимуляцию. Также мы можем еще глубже изучать, как работают когнитивные функции. В долгосрочной перспективе мы планируем использовать этот подход для разработки целевых методов лечения для пациентов, страдающих когнитивными нарушениями, предлагая неинвазивный способ улучшения памяти и пространственных способностей.
Олаф Бланке, соавтор-корреспондент исследования Hummel.

Нам повезло жить в странный момент, когда глобальные финансовые кризисы, военные конфликты и невозможность обзавестись личным жильем, соседствует с повальным развитием вычислительных технологий, нейросетей и возможностей войти в плотный симбиоз с этим дивным новым миром. Больше про возможности и риски такой странной эволюции – читайте в материалах сообщества. Подписывайтесь, чтобы не пропустить свежие статьи!

Киберпсихология. Улучшение памяти с помощью VR и глубокой стимуляции мозга