Tudomány
Az agy ingerlésével lassítható a mozgás
2009. október 05. 12:49
Lassabban mozognak az emberek, ha agyukat célzottan manipulálják elektromos impulzusokkal – jöttek rá brit kutatók egy kísérlet segítségével.
Az úgynevezett transzkraniális váltóáramú stimulációval (tACS) a University College London kutatóinak eddig ismeretlen módon sikerült befolyásolniuk az agyat. Alek Pogosyan és kollégái úgy változtatták meg az önkéntesek agyhullámait, hogy csak jóval lassabban voltak képesek mozgatni karjukat.
Ehhez a kutatók az úgynevezett bétaaktivitást növelték. A bétahullámzás, ami az elektroenkefalográffal regisztrálható agyhullámok egyik fajtája, mintegy 20 Hz-es ritmikus aktivitás, ami az idegsejtek ritmikus tevékenységét tükrözi. A bétaaktivitást már többször hozták összefüggésbe a mozgás irányításával: ismert volt, hogy tónusos izomösszehúzodás során csökken, viszont az akaratlagos mozgást megelőzően és alatta fokozódik. (A tónusos izomműködés hosszabb ideig elhúzódó, rendszerint tudattalan izomösszehúzódás; ennek köszönhető például az, hogy ébrenlétünk alatt egyenesen tartjuk magunkat.) Erősebb a bétaaktivitás akkor is, amikor mozgáskésztetésünket tudatosan el kell nyomnunk, vagyis amikor nem szabad mozognunk, noha szeretnénk.
A kutatók azt használták fel kísérletükben, hogy az akaratlagos mozgás kivitelezése előtt lecsökken a bétaaktivitás. Az önkéntes kísérleti személyek motoros (mozgásért felelős) agykérge fölé, a fejükre rögzítettek egy elektródát, amely alkalmas volt arra, hogy a bétahullámok frekvenciájával megegyező frekvenciájú elektromos jelekkel ingerelje a motoros agykérget. Ezután a résztvevőknek egy joysticket irányítva el kellett találniuk egy mozgó kört a képernyőn.
Amennyiben a kutatók a kör elindulása előtt közvetlenül enyhén megnövelték a bétaaktivitást, tíz százalékkal több időbe telt az önkénteseknek, hogy elkezdjék követni a pontot, mint elektróda nélkül. „Ez csekélynek hangzik, mégis meglepő eredmény, ha a feszültségváltozások kis mértékét nézzük” – írták a kutatók a Current Biology című folyóiratban. Kiderült továbbá, hogy csupán az akaratlagos mozgásnál hatékony ez a manipuláció, a spontán reakciós időt jóval kisebb mértékben befolyásolta az ingerlés. Így először sikerült igazolni, hogy egészséges személyekben oksági kapcsolat áll fenn a bétaaktivitás mértéke és az akaratlagos mozgás között.
A brit kutatók eredményei hozzájárulhatnak sikeres Alzheimer-terápia kifejlesztéséhez, hiszen e betegségnél jócskán lelassul a mozgás, ugyanakkor szokatlanul magas az érintettek agyában a bétaaktivitás. A Huntington-kór által érintettek is profitálhatnak belőle, ők ugyanis kontrollálhatatlan mozgászavarban szenvednek.
Ehhez a kutatók az úgynevezett bétaaktivitást növelték. A bétahullámzás, ami az elektroenkefalográffal regisztrálható agyhullámok egyik fajtája, mintegy 20 Hz-es ritmikus aktivitás, ami az idegsejtek ritmikus tevékenységét tükrözi. A bétaaktivitást már többször hozták összefüggésbe a mozgás irányításával: ismert volt, hogy tónusos izomösszehúzodás során csökken, viszont az akaratlagos mozgást megelőzően és alatta fokozódik. (A tónusos izomműködés hosszabb ideig elhúzódó, rendszerint tudattalan izomösszehúzódás; ennek köszönhető például az, hogy ébrenlétünk alatt egyenesen tartjuk magunkat.) Erősebb a bétaaktivitás akkor is, amikor mozgáskésztetésünket tudatosan el kell nyomnunk, vagyis amikor nem szabad mozognunk, noha szeretnénk.
A kutatók azt használták fel kísérletükben, hogy az akaratlagos mozgás kivitelezése előtt lecsökken a bétaaktivitás. Az önkéntes kísérleti személyek motoros (mozgásért felelős) agykérge fölé, a fejükre rögzítettek egy elektródát, amely alkalmas volt arra, hogy a bétahullámok frekvenciájával megegyező frekvenciájú elektromos jelekkel ingerelje a motoros agykérget. Ezután a résztvevőknek egy joysticket irányítva el kellett találniuk egy mozgó kört a képernyőn.
Amennyiben a kutatók a kör elindulása előtt közvetlenül enyhén megnövelték a bétaaktivitást, tíz százalékkal több időbe telt az önkénteseknek, hogy elkezdjék követni a pontot, mint elektróda nélkül. „Ez csekélynek hangzik, mégis meglepő eredmény, ha a feszültségváltozások kis mértékét nézzük” – írták a kutatók a Current Biology című folyóiratban. Kiderült továbbá, hogy csupán az akaratlagos mozgásnál hatékony ez a manipuláció, a spontán reakciós időt jóval kisebb mértékben befolyásolta az ingerlés. Így először sikerült igazolni, hogy egészséges személyekben oksági kapcsolat áll fenn a bétaaktivitás mértéke és az akaratlagos mozgás között.
A brit kutatók eredményei hozzájárulhatnak sikeres Alzheimer-terápia kifejlesztéséhez, hiszen e betegségnél jócskán lelassul a mozgás, ugyanakkor szokatlanul magas az érintettek agyában a bétaaktivitás. A Huntington-kór által érintettek is profitálhatnak belőle, ők ugyanis kontrollálhatatlan mozgászavarban szenvednek.
Forrás: MTI; Current Biology
