准备震惊


几年前,美国国防部高级研究计划局的获得了一种称为经颅直流电刺激技术(tDCS)的技术,它承诺了一些非凡的技术:一种提高人们在各种能力方面表现的方法,从运动技能(在这种情况下恢复中风患者)到语言学习,全都通过电流刺激他们的大脑。最简单的tDCS钻机比9伏电池多一点,它们与嵌入金属的海绵粘在一起,并贴在人的头皮上。

这只是从前面的应用程序到tDCS的其他潜在用途的短暂逻辑跳转。比方说,如果士兵们能够通过将他们的头挂到电池上来加快训练速度呢?

这是一个问题 DARPA 被创建要求。因此该机构向新墨西哥大学的研究人员颁发了一笔赠款,用于测试这一假设。他们采取了虚拟现实战斗训练环境Darwars Ambush - 基本上,军队用来训练士兵对各种情况作出反应的视频游戏,并拍摄静止图像。然后,他们在可疑人物和部分隐藏的炸弹中拍摄了照片。对象显示了结果,并被要求很快决定每个场景是否包含危险迹象。第一轮参与者在一台fMRI机器中完成了所有这些工作,大致确定了他们在查找威胁时工作最困难的部分。然后,研究人员重复了100个新科目的练习,这次在fMRI实验中确定的大脑区域上粘贴电极,并且在检查图像时向一半的受试者跑了两毫安的电流(没有危险) 。其余的科目 - 对照组 - 只得到微量的电流。在某些情况下,接受全量电流的受试者比其他受试者跑赢两倍。而且他们在训练后一小时内进行的测试中表现特别好,表明他们学到的东西坚持不懈。简而言之,向头皮运行正电流使人们学得更快。

数十项其他研究发现了额外的证据表明,大脑刺激可以提高特定任务的表现。在一些情况下,收益很小 - 可能是10%或20% - 在其他情况下,它们很大,如在DARPA 研究中的。新墨西哥大学心理学教授文斯克拉克参与了 DARPA 工作,他告诉我,他已经尝试了每个他能想到的数据处理策略来解释tDCS的影响。 “但全都在那里。这都是真的,“克拉克说。 “我一直试图摆脱它,它并没有消失。”

现在情报机构版本的 DARPA ,被称为 IARPA ,已经创建了一个程序,用于检查脑部刺激是否可能与运动,营养和游戏相结合,更加显着地提高人的表现。正如建议 IARPA 团队的George Mason大学心理学教授Raja Parasuraman所说:“最终目标是改善流体智能 - 也就是让人们更聪明。”

IARPA 是否找到一种让间谍变得更聪明的方法,脑部刺激领域将转变我们对智能支撑的神经结构和过程的理解。在这里,根据与该领域最前沿的几位神经科学家的对话,对这一切的前进方向有四种猜测。

通过哥廷根大学的Michael A. Nitsche和Walter Paulus以及纽约市立大学的Marom Bikson的工作,脑部刺激的神经机制才刚刚开始得到了解。他们的研究结果表明,向大脑增加电流会增加神经元的可塑性,使它们更容易形成新的联系。我们并不认为我们的大脑是如此机械的。用简单的管道技术修复心脏或重置骨骼是一回事。但你不应该从字面上翻转电子开关,并更好地发现瓦尔多或学习斯瓦希里语,对吗?如果翻转开关确实有效,那么这将如何影响我们关于智力和自我的想法?

即使榨汁 大脑不会奇迹般地增加智商分数,它可能会暂时和显着提高某些智力组成任务的表现,如记忆检索和认知控制。这本身就会带来重大的道德挑战,其中一些回声已经由像Provigil那样的“神经增强”药物引发了困境。做认知要求高的工作的工作人员 - 空中交通管制员,物理学家,现场电台主持人 - 可能会发现自己与骑自行车的人,举重运动员和棒球运动员处于同一位置。他们要么被那些愿意增加自然能力的人超越,要么他们将不得不自我扩张。

随着研究成果的传播已经蔓延开来,在Reddit和其他地方的DIY爱好者已经交易了关于建立简单钻机和在哪里放置电极以获得特殊效果的技巧。像赖特州神经科学家迈克尔韦森德这样的研究人员反过来进行DIY播客来警告他们。有太多我们不知道的事情。神经刺激在很长一段时间内是否安全?我们会沉迷于它吗?一些科学家,如斯坦福大学的Teresa Iuculano和牛津大学的Roi Cohen Kadosh警告说,通过电刺激的认知增强可能“以牺牲其他认知功能为代价”。例如,当Iuculano和Kadosh对正在学习代码的受试者施加电刺激时将各种数字与符号配对,测试组记忆符号的速度比对照组快。但实际使用符号进行算术运算时,它们变慢了。也许思考将被证明是一个零和游戏:我们不能加入我们的心智力量,而不从他们中减去。

全国各地的科学家正在对其他类型的电磁辐射如何影响大脑产生兴趣。有些人正在研究使用不同频率的交流电,磁能,超声波,甚至是不同类型的声波噪音。用各种能量技术刺激大脑的电路似乎有很多种方法,但基础研究还处于初级阶段。 “这么早,”克拉克告诉我。 “现在非常具有经验性 - 看到了效果并发挥了作用。”

当我们更多地了解我们的神经元的布线时,通过像奥巴马总统的 BRAIN 倡议这样的努力 - 一个巨大的,多用途的尝试绘制大脑 - 我们可能会变成能够更好地将能量提供给正确的位置,而不是用电流或超声波洗大脑的大部分。早期的研究表明,这样的目标可能意味着适度的改进和惊人的 DARPA 结果之间的差异。不难想象,针对特定类型的学习,认知或情绪量身定制的过多治疗方法 - 这里有一些目前有助于提高工作记忆的方法,有些方法可以帮助提高语言流利程度,还有一些超声波可以提高人们的幸福感,存在。

城市学院的Bikson担心强调认知提升可能会掩盖病患的治疗方法,他认为这种技术更具有前景。在他看来,自己动手tDCS是一种侧演 - 临床tDCS可以用来治疗患有癫痫,偏头痛,中风损伤和抑郁症的人。 “科学和早期药物试验表明,tDCS可以产生与药物一样巨大的影响,并特别对待那些对药物无反应的人,”他告诉我。 “tDCS研究人员每天都会上班,因为他们知道长期目标是在变革的规模上减少人类的痛苦。”为此,他们中的许多人希望看到临床试验测试tDCS与主要药物治疗的对比。 “希望国立卫生研究院能做到这一点,”乔治梅森教授帕拉索拉曼说。 “我希望看到tDCS和抗抑郁药之间直接的,并行的竞争。愿最好的事情赢得胜利。“

500 b .c。 :古希腊学者在他们的头发中戴迷迭香,相信它可以增强记忆力。

1886:约翰彭伯顿用可卡因和咖啡因制定原始可口可乐。它被宣传为“大脑补品”。

1955年:美国食品和药物管理局许可哌醋甲酯 - 一种利他林 - 用于治疗“多动症”。

1997年:Julie Aigner-Clark推出婴儿爱因斯坦,一系列声称“促进婴儿脑部发育“。

1998年:Provigil打入美国市场。

2005:Lumosity是一家致力于在线“大脑训练”的旧金山公司,成立。

2020:tDCS公司开始为高中学生提供SAT考试服务。