Technologia ultradźwiękowa po raz pierwszy zmienia uczenie się poprzez nagradzanie ludzi

Technologia ultradźwiękowa po raz pierwszy zmienia uczenie się poprzez nagradzanie ludzi

Jądro półleżące to maleńki element ludzkiego mózgu, który aktywuje się, gdy doświadczamy czegoś przyjemnego i pomaga nam uczyć się zachowań, które prowadzą do nagród.

Nowe badanie po raz pierwszy wykazało, że jego wpływ na zachowanie człowieka można zmienić za pomocą przezczaszkowej stymulacji ultradźwiękowej (TUS).

Stosując tę ​​technikę przez nieco ponad minutę, badacze byli w stanie wpłynąć na sposób, w jaki ludzie uczyli się powiązań między określonymi sygnałami i nagrodami.

W rezultacie częściej powtarzali wybór, który wcześniej się opłacił, tempo uczenia się wzrastało po pozytywnych wynikach i częściej podejmowali pozytywne decyzje szybciej.

Do tej pory takie wyniki można było osiągnąć jedynie dzięki zabiegom chirurgicznym, takim jak głęboka stymulacja mózgu (DBS), podczas której elektrody przyczepiane są bezpośrednio do obszarów mózgu człowieka.

Jednakże osoby zaangażowane w obecne badanie twierdzą, że ich wyniki mogą sugerować, że TUS może być stosowany jako równie korzystna – i nieinwazyjna – alternatywa w pomaganiu osobom dotkniętym zaburzeniami neurologicznymi lub psychiatrycznymi, takimi jak uzależnienia, depresja i zaburzenia odżywiania.

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmieKomunikacja przyrodniczai był prowadzony przez naukowców z Uniwersytetu w Plymouth. Zaangażowano także Uniwersytet Oksfordzki, szpital John Radcliffe, szpitale uniwersyteckie Plymouth NHS Trust, Brown University i VA Providence Healthcare System.

Badaniami kierowała profesor Elsa Fouragnan, dyrektor Centrum Terapeutycznych Ultradźwięków oraz Centrum Badań i Obrazowania Mózgu (BRIC) na Uniwersytecie w Plymouth. Powiedziała: „Przez dziesięciolecia jądro półleżące znajdowało się w centrum teorii motywacji i uczenia się przez wzmacnianie. Jest to ogniwo, w którym zbiegają się sygnały dopaminy i sygnały limbiczne, aby określić, jak silnie nagrody wpływają na nasze decyzje. Udało nam się ustalić wyraźne powiązanie między określoną cechą uczenia się związaną z impulsywnością a strukturą, której wcześniej nie można było osiągnąć bez operacji. Fakt, że możemy teraz modulować ten obszar w sposób nieinwazyjny i spersonalizowany, otwiera niezwykłe możliwości”. tłumaczenie kliniczne.”

Badanie jest częścią trwających i przełomowych badań prowadzonych na Uniwersytecie w Plymouth nad korzyściami płynącymi z TUS w leczeniu takich schorzeń, jak lęk i depresja, uzależnienia i inne zaburzenia neurologiczne lub psychiatryczne.

Do tego projektu badacze zrekrutowali 26 zdrowych uczestników, którzy czterokrotnie odwiedzili placówkę BRIC – raz w celu zaplanowania interwencji TUS, a następnie odbyły się trzy sesje, podczas których zastosowano TUS do różnych części mózgu.

Około 10 minut po interwencji ultradźwiękowej uczestnicy zostali umieszczeni w skanerze, aby w ciągu godziny wykonać serię zadań, podczas gdy zespół badawczy monitorował zmiany w ich zachowaniu i aktywności mózgu.

Wyniki uczestników w zakresie zadań porównano także z wynikami pacjentów, którzy otrzymali obustronne elektrody do głębokiej stymulacji mózgu ukierunkowane na jądro półleżące w ramach terapii opornej na leczenie jadłowstrętu psychicznego.

Wyniki pokazały, że DBS często normalizowało zachowanie polegające na poszukiwaniu nagrody, natomiast TUS miało odwrotny i pobudzający efekt – ale oba prowadziły do ​​zmiany zdolności uczenia się i wrażliwości ludzi na nagrody.

Niniejsze badanie jest najważniejszym, jakie miałem przyjemność prowadzić do tej pory. Odkryliśmy wyraźny związek między konkretnym procesem poznawczym a głęboką strukturą mózgu, która wcześniej była niedostępna bez operacji. Stanowi punkt zwrotny w neurotechnologii i pokazuje, że nieinwazyjne podejście ultradźwiękowe może wpływać na zachowanie i pewnego dnia potencjalnie pomóc przywrócić równowagę psychiczną”.

Profesor Elsa Fouragnan, dyrektor Centrum Terapeutycznych Ultradźwięków oraz Centrum Badań i Obrazowania Mózgu (BRIC) na Uniwersytecie w Plymouth

Źródła: