Artsen zappen hersenen al lang met elektriciteit. De praktijk dateert uit het oude Rome, toen ernstige hoofdpijn werd behandeld door een levende torpedovis met zijn elektrische lading op het voorhoofd van de lijdende persoon te plaatsen.
Gelukkig zijn we overgegaan van vis naar meer geavanceerde manieren om hersenen te laten schokken, en elektrische stromen zijn een steeds vaker voorkomende behandeling voor de ziekte van Parkinson, epilepsie en depressie geworden.
Maar nu nemen wetenschappers hersenstimulatie in nieuwe richtingen, die meer te maken hebben met zelfverbetering dan met medische aandoeningen.
Stel je een hoofdtelefoon voor die elektrische ladingen gebruikt om mensen te helpen beter te worden in sport.
Het brein primen
Eigenlijk hoef je je ze niet voor te stellen. Een startup genaamd Halo Neuroscience heeft een headset onthuld die is ontworpen om neuronen in de motorische cortex te stimuleren, het deel van de hersenen dat beweging coördineert. Volgens Halo mede-oprichter, David Chao, kan het apparaat, Halo Sport genoemd, atleten helpen beter te presteren door het voor hen gemakkelijker te maken om spiergeheugen op te bouwen.
Dit werkt via een techniek die bekend staat als transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS). Laagspanningspulsen van elektriciteit worden via de kleine schuimpieken van de headset naar de hersenen gestuurd, en dat zorgt ervoor dat neuronen vuren en nieuwe, sterkere verbindingen opbouwen. Het is verbonden met wat neurowetenschappers de plasticiteit van de hersenen noemen, of het vermogen om vaardigheden te leren en te behouden door nieuwe neurale paden te vormen.
Chao wijst erop dat alleen een koptelefoon aantrekken iemand niet tot een betere atleet maakt. Ze moeten worden gebruikt tijdens een trainingssessie, wanneer de geprimede neuronen de hersenen van een persoon kunnen helpen sneller fysieke bewegingen te registreren en te onthouden. Kortom, de atleten trainen hun hersenen terwijl ze hun spieren trainen.
Waar de atleet ook aan werkt, wordt sneller geleerd en raakt meer ingebakken, zegt Chao. De techniek, zegt hij, kan ook de hersenen stimuleren om meer spiervezels te activeren tijdens een training, en dat kan hem of haar helpen sneller kracht op te bouwen.
Verhoogt "explosiviteit"
Chao onderzoekt al een tijdje de impact van elektriciteit op de hersenen. In 2013 werd een apparaat waaraan hij werkte met biomedisch ingenieur Brett Wingeier goedgekeurd door de FDA om epilepsie te behandelen. Wanneer het abnormale hersenelektriciteit detecteert die een epileptische aanval signaleert, levert het implantaat een kleine elektrische lading om het te stoppen. Maar als een implantaat vereist het een operatie. Chao wilde een minder invasieve manier vinden om hersenen te stimuleren.
Dus gingen hij en Wingeier alleen op pad en verscherpen ze hun focus op methoden voor het beïnvloeden van neuronen van buiten het hoofd van een persoon. Ze dachten dat het het meest logisch was om naar het effect op sportprestaties te kijken, omdat dat iets was dat ze gemakkelijker konden kwantificeren - hoewel een van hun eerste tests was om te zien hoe externe stimulatie zou kunnen beïnvloeden hoe snel iemand een reeks akkoorden op een piano. (Degenen die de headsets droegen, zouden de akkoorden naar verluidt 40 procent sneller onder de knie hebben.)
Ze begonnen toen te testen met atleten, waaronder een kleine groep van de US Ski and Snowboard Association. Vier keer per week, gedurende twee weken, werden ze gemeten terwijl ze op een onstabiel platform sprongen, en volgens Halo verbeterden degenen die met de koptelefoon trainden hun "springkracht" met 31 procent, bijna twee keer zoveel als degenen die dat deden gebruik ze niet. Later gebruikten atleten die trainen in het Michael Johnson Performance Center in Texas - waaronder een aantal universiteitsvoetballers die zich voorbereiden op de NFL-schets - de hoofdtelefoon twee weken lang. Halo zegt dat ze gemiddeld een verbetering van 12 procent in "explosiviteit" hadden, terwijl ze oefeningen deden zoals squatsprongen en tegensprongen.
Chao en Wingeier geloven dat een aangepaste versie van de headset ooit zou kunnen worden gebruikt om slachtoffers van een beroerte te helpen hun fysieke mogelijkheden terug te krijgen. Zodra ze meer klinische onderzoeken hebben voltooid, zullen ze de FDA-goedkeuring van een dergelijk apparaat vragen. Voor nu concentreren ze zich op het overtuigen van professionele en andere volleerde atleten dat hun hersenen primen met elektriciteit net zo goed een onderdeel van hun opwarming zou moeten worden als stretchen en luisteren naar hun favoriete afspeellijsten.
Een kwestie van risico
Maar hoe zit het met de rest van ons?
Chao vindt zeker niet dat het apparaat moet worden beperkt tot degenen die worden ondergedompeld in intense sporttrainingen. Sterker nog, in een recent artikel dat hij co-auteur was van Tech Crunch, suggereert hij dat zodra "weekendstrijders" neurostimulatie gaan gebruiken om hun snelheid en kracht te verhogen, "tDCS-apparaten net zo gewoon kunnen worden als stappentellers."
Misschien niet met het verwachte prijskaartje van $ 750. Maar het feit dat de headsets, die dit najaar breder beschikbaar zullen worden, aan het grote publiek worden verkocht, hebben bij sommige wetenschappers aanleiding gegeven tot bezorgdheid.
Ja, er zijn onderzoeken die aantonen dat dit soort hersenstimulatie de fysieke prestaties kan verbeteren, waaronder een recente aan de Universiteit van Kent die ontdekte dat door het aanvullen van delen van de hersenen fietsers langer konden trappen voordat ze moe werden. Maar sceptici zeggen dat het te vroeg is om deze apparaten rechtstreeks aan consumenten te verkopen.
John Krakauer, een professor in neurologie en neurowetenschappen aan de Johns Hopkins University, beweert bijvoorbeeld dat de rol van de motorische cortex bij het bepalen van het atletisch vermogen van een persoon nog steeds niet duidelijk wordt begrepen. "Ik zeg niet dat het allemaal een rotzooi is", heeft hij gezegd, "maar het doet misschien niet wat we denken dat het doet."
Anderen wijzen erop dat hoewel de Halo-koptelefoon volkomen veilig kan zijn in een gecontroleerde situatie, zoals een sportschool, er een groter risico bestaat voor een persoon die ze thuis zonder toezicht gebruikt. Niemand weet zeker hoeveel gebruik buitensporig kan zijn. Met andere woorden, het kan mogelijk zijn om je hersenen te veel te zappen.
"Als je te maken hebt met de hersenen en elektrische stimulatie, zijn er altijd mogelijke gevaren, " vertelde Kareem Zaghloul, een wetenschapper bij het National Institute of Neurological Disorders and Stroke, aan de Washington Post . “We maken ons hierover zelfs zorgen met ons eigen werk. We denken dat de kansen vrij klein zijn, maar het is nog steeds een potentieel probleem. "
Maar Chao is er helemaal in. Hij zegt dat de consensus van de wetenschappelijke gemeenschap is dat neurostimulatie zowel veilig als effectief is, en hij gaat zelfs zo ver dat hij suggereert dat apparaten die prime-neuronen een markt van $ 10 miljard kunnen worden, allerlei mogelijkheden bieden om te verbeteren onszelf.
"Uiteindelijk zou één apparaat het vermogen kunnen hebben om elk oppervlaktegebied van de cortex te stimuleren, waardoor het potentieel in het menselijk brein en lichaam op een ongekende manier wordt ontgrendeld", schrijft hij in het Tech Crunch- artikel. "Wat ooit Herculean prestaties waren, kunnen dagelijkse menselijke activiteiten worden."
