Å stimulere hjernen med ultralyd kan påvirke avgjørelser
En ikke-invasiv ultralydmetode med lav intensitet som er rettet mot nerveceller, eller nevroner, kan endre hjernens funksjon for å påvirke beslutningstaking.
Forskere har demonstrert teknikken i en nylig studie, der de forstyrret "kontrafaktisk tenkning" hos primater.
Kontrafaktisk tenkning, eller kontrafaktisk resonnement, er en type beslutningstaking som innebærer å vurdere alternativer som ikke er tilgjengelige nå, men som kan være i fremtiden.
For eksempel er en person som jobber innendørs på en solskinnsdag og sier til seg selv: "Jeg kan være ute og nyter solskinnet," engasjerer seg i kontrafaktisk tenkning.
Den nylige studien er den første som viser at en frontal hjerneområde kjent som den fremre cingulate cortex kan regulere kontrafaktisk tenkning.
I et papir i Natur nevrovitenskap, forfatterne beskriver hvordan de endret kontrafaktisk tenkning hos makakaber ved å målrette nevroner i deres fremre cingulære cortex med ikke-invasiv ultralyd med lav intensitet.
'Interne representasjoner av valg'
Forskning på beslutningstaking har en tendens til å fokusere på hjernekretser som styrer responsene på nåværende stimuli. Forfatterne bemerker imidlertid at "Dyr forfølger ofte atferd som det foreløpig ikke er noe sensorisk bevis for."
De hevder at, for å kunne gjøre dette, må dyr opprettholde "interne representasjoner" av valg, "selv når disse valgene ikke er tilgjengelige."
Dyr må med andre ord ha en viss kapasitet til kontrafaktisk tenkning, eller å tenke på valg som ikke er relatert til dagens erfaring.
"Dette er en veldig spennende studie av to hovedårsaker," sier leder og tilsvarende studieforfatter Elsa Fouragnan, Ph.D., som jobber ved University of Plymouth School of Psychology, i Storbritannia.
Den første grunnen til å være begeistret av studien, forklarer hun, er at funnene avslører at "cingulatabarken er avgjørende for å bytte til bedre alternativer."
Og den andre grunnen, legger hun til, er fordi resultatene viser at "ultralyd med lav intensitet kan brukes til å reversere hjerneaktivitet i [en] veldig presis del av hjernen."
Ikke-kirurgisk hjernestimulering
Det er et økende behov for ikke-kirurgiske hjernestimuleringsverktøy. Det er potensial for slike metoder for å forbedre behandlingsresultatene trygt og med minimale bivirkninger.
Fokusert ultralyd med lav intensitet er "å få grep" som en slik tilnærming. Tidligere studier har vist at det kan endre aktivitet i hjerner hos pattedyr ikke-invasivt, både ved å stimulere og blokkere signaler.
Noen studier har også vist at ultralyd kan påvirke aktiviteten i de ytre lagene og også dypt inne i den menneskelige hjerne.
Den nylige studien belyser hvordan aktivitet i den fremre cingulate cortex påvirker beslutningstaking.
Det antyder at hvis denne delen av hjernen ikke fungerer som den skal, kan det forhindre at en person kan bytte til et bedre alternativ, selv når den blir tilgjengelig.
Eksperter mener at denne typen hjernedysfunksjon kan være årsaken til at personer med visse psykiatriske sykdommer forblir fanget i uhjelpelige vaner.
Studie avslører årsaksrollen til hjerneområdet
Fouragnan og kollegaer undersøkte disse mulighetene videre ved å studere makakene mens de lette etter og valgte en godbit fra en rekke alternativer.
Apene lærte raskt hvilke av alternativene de foretrakk, men når det gjaldt å utøve valg, var det ikke alltid tilgjengelig. Imidlertid “holdt de det i bakhodet” for når det var neste tilgjengelig.
Forskerne undersøkte deretter hvordan apene “opprettholdt representasjoner av verdien av kontrafaktiske valg - valg som ikke kunne tas i øyeblikket, men som kunne tas i fremtiden.”
Ved hjelp av MR-skanning av hjernen til apene, observerte de at aktivitet i cingulatabarken "reflekterte om de interne verdierepresentasjonene ville bli oversatt til faktisk atferdsendring."
De viste at, ved å stimulere hjerneområdet med ikke-invasiv, fokusert, lavintensiv ultralyd, var den fremre cingulatabarken av "kausal betydning" for denne prosessen. Å stimulere hjernen på denne måten forstyrret apenes kontrafaktiske tenkning.
Fouragnan konkluderer med at hjernestimulering ved hjelp av ikke-invasiv, fokusert, lavintensiv ultralyd "har potensial til å forbedre livet til millioner av pasienter med psykiske helsemessige forhold ved å stimulere hjernevev med millimeter nøyaktighet."
Noen hjernestimuleringsteknikker hjelper allerede mennesker med Parkinsons sykdom og depresjon, men fordi de er ikke-kirurgiske, har metodene ikke det nøyaktighetsnivået som oppnås i denne studien, legger hun til.
"Det er fortsatt tidlige stadier, og neste trinn er at ytterligere forsøk skal utføres på mennesker, men potensialet er veldig spennende."
Elsa Fouragnan, Ph.D.
