Ärzte haben lange Zeit Gehirne mit Elektrizität zappelt. Die Praxis geht auf das alte Rom zurück, als schlimme Kopfschmerzen behandelt wurden, indem ein lebender Torpedofisch mit seiner elektrischen Ladung auf die Stirn der leidenden Person gelegt wurde.
Zum Glück haben wir uns nicht mehr nur mit Fischen befasst, sondern auch mit raffinierteren Methoden, um das Gehirn zu rütteln, und elektrische Ströme sind eine zunehmend verbreitete Behandlung für die Parkinson-Krankheit, Epilepsie und Depression geworden.
Jetzt gehen die Wissenschaftler neue Wege der Hirnstimulation, die mehr mit Selbstverbesserung als mit Erkrankungen zu tun haben.
Stellen Sie sich Kopfhörer vor, bei denen elektrische Ladungen verwendet werden, um Menschen beim Sport zu helfen, besser zu werden.
Das Gehirn vorbereiten
Eigentlich muss man sie sich nicht vorstellen. Ein Startup namens Halo Neuroscience hat ein Headset vorgestellt, das zur Stimulation von Neuronen im motorischen Kortex, dem Teil des Gehirns, der die Bewegung koordiniert, entwickelt wurde. Laut dem Mitbegründer von Halo, David Chao, kann das Gerät namens Halo Sport Athleten dabei helfen, bessere Leistungen zu erbringen, indem es ihnen den Aufbau von Muskelgedächtnissen erleichtert.
Dies funktioniert durch eine Technik, die als transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) bekannt ist. Niederspannungsimpulse werden durch die kleinen Schaumstoffspitzen des Headsets in das Gehirn gesendet, wodurch Neuronen gezündet und neue, stärkere Verbindungen aufgebaut werden. Es hängt damit zusammen, was Neurowissenschaftler als Plastizität des Gehirns oder seine Fähigkeit bezeichnen, Fähigkeiten durch die Bildung neuer neuronaler Bahnen zu erlernen und zu behalten.
Chao weist darauf hin, dass nur das Aufsetzen der Kopfhörer jemanden zu einem besseren Sportler macht. Sie sollten während einer Trainingseinheit verwendet werden, wenn die vorbereiteten Neuronen dem Gehirn einer Person helfen können, körperliche Bewegungen schneller zu registrieren und sich daran zu erinnern. Kurz gesagt, die Athleten trainieren ihr Gehirn, während sie ihre Muskeln trainieren.
Was auch immer der Athlet bearbeitet, wird schneller erlernt und tiefer verwurzelt, sagt Chao. Die Technik, sagt er, kann auch das Gehirn anregen, während eines Trainings mehr Muskelfasern zu aktivieren, und das kann ihm helfen, schneller Kraft aufzubauen.
Steigerung der Explosivität
Chao erforscht seit einiger Zeit die Auswirkungen von Elektrizität auf das Gehirn. Im Jahr 2013 wurde ein Gerät, an dem er mit dem biomedizinischen Ingenieur Brett Wingeier zusammengearbeitet hat, von der FDA zur Behandlung von Epilepsie zugelassen. Wenn abnormale Gehirnelektrizität erkannt wird, die auf einen epileptischen Anfall hinweist, liefert das Implantat eine kleine elektrische Ladung, um ihn zu stoppen. Als Implantat ist jedoch eine Operation erforderlich. Chao wollte einen weniger invasiven Weg finden, um das Gehirn zu stimulieren.
Also gingen er und Wingeier auf eigene Faust und konzentrierten sich verstärkt auf Methoden zur Beeinflussung von Neuronen von außerhalb des Kopfes einer Person. Sie fanden es am sinnvollsten, die Auswirkung auf die sportliche Leistung zu untersuchen, da dies leichter zu quantifizieren war - obwohl einer ihrer ersten Tests darin bestand, herauszufinden, wie sich die externe Stimulation darauf auswirken könnte, wie schnell jemand eine Akkordfolge auf einem Akkord lernen kann Klavier. (Diejenigen, die die Headsets trugen, beherrschten die Akkorde Berichten zufolge 40 Prozent schneller.)
Anschließend testeten sie mit Athleten, darunter eine kleine Gruppe des US-amerikanischen Ski- und Snowboardverbandes. Viermal pro Woche, zwei Wochen lang, wurden sie gemessen, als sie auf eine instabile Plattform sprangen, und laut Halo verbesserten diejenigen, die mit den Kopfhörern trainierten, ihre „Sprungkraft“ um 31 Prozent, fast doppelt so viel wie diejenigen, die nicht sprangen benutze sie nicht. Später verwendeten Athleten, die im Michael Johnson Performance Center in Texas trainierten - darunter eine Reihe von Footballspielern, die sich auf den NFL-Draft vorbereiteten - zwei Wochen lang die Kopfhörer. Halo sagt, dass sie eine durchschnittliche Verbesserung der Explosivität um 12 Prozent erzielten, während sie Übungen wie Squat-Jumps und Counter-Jumps ausführten.
Chao und Wingeier glauben, dass eine angepasste Version des Headsets eines Tages verwendet werden könnte, um Schlaganfallopfern zu helfen, ihre körperlichen Fähigkeiten wiederzuerlangen. Sobald sie weitere klinische Studien abgeschlossen haben, werden sie die FDA-Zulassung für ein solches Gerät einholen. Im Moment konzentrieren sie sich darauf, professionelle und andere erfahrene Athleten davon zu überzeugen, dass es genauso wichtig sein sollte, ihr Gehirn mit Strom zu versorgen, wie ihre Lieblingsplaylists zu dehnen und anzuhören.
Eine Frage des Risikos
Aber was ist mit dem Rest von uns?
Chao ist sicher nicht der Meinung, dass das Gerät auf diejenigen beschränkt sein sollte, die in intensives Sporttraining vertieft sind. Tatsächlich schlägt er in einem kürzlich von ihm in Tech Crunch mitverfassten Artikel vor, dass tDCS-Geräte, sobald „Wochenendkrieger“ beginnen, Neurostimulation zu verwenden, um ihre Geschwindigkeit und Stärke zu steigern, so alltäglich wie Schrittzähler werden könnten.
Vielleicht nicht mit dem erwarteten Preis von 750 Dollar. Die Tatsache, dass die Headsets, die ab Herbst in größerem Umfang erhältlich sein werden, an die breite Öffentlichkeit vermarktet werden, hat bei einigen Wissenschaftlern Besorgnis ausgelöst.
Ja, es gibt Studien, die belegen, dass diese Art der Hirnstimulation die körperliche Leistungsfähigkeit steigern kann, darunter eine kürzlich an der Universität von Kent durchgeführte Studie, bei der festgestellt wurde, dass es den Radfahrern ermöglicht wurde, länger zu treten, bevor sie müde wurden. Aber Skeptiker sagen, es sei zu früh, diese Geräte direkt an die Verbraucher zu verkaufen.
Zum Beispiel behauptet John Krakauer, Professor für Neurologie und Neurowissenschaften an der Johns Hopkins University, dass die Rolle des motorischen Kortex bei der Bestimmung der sportlichen Fähigkeiten einer Person immer noch nicht klar verstanden wird. "Ich sage nicht, dass das Ganze ein Topf ist", sagte er, "aber es kann sein, dass es nicht das tut, was wir denken, dass es tut."
Andere weisen darauf hin, dass die Halo-Kopfhörer in einer kontrollierten Situation, z. B. in einem Sporttrainingsstudio, zwar absolut sicher sind, für eine Person, die sie zu Hause unbeaufsichtigt verwendet, jedoch möglicherweise ein höheres Risiko besteht. Niemand weiß genau, wie viel Gebrauch übermäßig sein kann. Mit anderen Worten, es kann möglich sein, dass Sie Ihr Gehirn zu sehr zappen.
"Wenn es um das Gehirn und die elektrische Stimulation geht, gibt es immer mögliche Gefahren", sagte Kareem Zaghloul, Wissenschaftler am National Institute of Neurological Disorders and Stroke der Washington Post . „Darüber machen wir uns auch bei unserer eigenen Arbeit Sorgen. Wir denken, die Chancen sind sehr gering, aber es ist immer noch ein potenzielles Problem. “
Aber Chao ist alles in allem. Er sagt, dass der Konsens der wissenschaftlichen Gemeinschaft darin besteht, dass Neurostimulation sowohl sicher als auch effektiv ist, und er geht sogar so weit, dass er vorschlägt, dass Geräte, die Neuronen auf den Markt bringen, 10 Milliarden US-Dollar kosten und alle Arten von Verbesserungsmöglichkeiten bieten könnten uns selbst.
"Letztendlich könnte ein Gerät die Fähigkeit haben, jede Oberflächenregion der Hirnrinde zu stimulieren, wodurch das Potenzial des menschlichen Gehirns und Körpers auf beispiellose Weise freigesetzt wird", schreibt er im Tech Crunch- Artikel. "Was einst herkulische Kunststücke waren, kann zu alltäglichen menschlichen Aktivitäten werden."
