Ultraschall kann Gehirnleistung steigern.

Ultraschall kann Sinneswahrnehmung, laut einer neuen Studie am Menschen verbessern.

Durch die Leitung Ultraschall zu einem bestimmten Hirnareal, konnten die Forscher die Fähigkeit der Menschen zur Unterscheidung zwischen Sinneseindrücke zu verbessern. Ultraschall ist weit über die obere Grenze dessen, was Menschen hören können. Es ist nützlich in der medizinischen Bildgebung. Ärzte und Techniker schicken platzt der Ultraschall durch Gewebe und Aufzeichnen der Echos, ein Bild von dem, was im Inneren zu schaffen – sei es ein Knie verletzt oder ein Fötus in der Gebärmutter.

Ultraschall hat auch Potenzial für die Zuordnung der Konnektivität des Gehirns. Neurowissenschaftler sind besonders daran interessiert, zu verstehen wie Hirnregionen miteinander chatten; in der Tat hat ein neues Bundes Projekt, die Gehirn-Initiative das Ziel der Zuordnung des gesunden menschlichen Gehirns. [Im Inneren des Gehirns: eine Foto-Reise durch die Zeit]

Ultraschall ist eine von mehreren nicht-invasive Methoden, die das Gehirn stimulieren. Ein weiterer Grund ist Transcranial magnetische Anregung, die das Gehirn mit Magneten stimuliert. Ein Drittel ist transkranielle Gleichstrom Stimulation, die Elektroden verwendet, um einen schwachen elektrischen Strom an das Gehirn durch die Kopfhaut zu liefern.

Die neue Studie legt nahe, dass Ultraschall kann die beste in der Stadt.

"Wir können verwenden Ultraschall, einen Bereich des Gehirns, so klein wie die Größe eines M & m Ziel" sagte Studie Forscher William Tyler, Neurowissenschaftler an der Virginia Tech Carilion Research Institute, in einer Erklärung. "Dieser Befund stellt eine neue Art des menschlichen Hirnaktivität mit einer besseren räumlichen Auflösung als allen derzeit verfügbaren nicht-invasiv modulieren."

Überraschende Verbesserung

Tyler und seine Kollegen konzentrierte sich auf sinnliche Wahrnehmung aus der Hand. Über die Nerven, die Impulse aus der Hand an das Gehirn trägt gelegt sie zuerst eine Elektrode am Handgelenk. Mit einem kleinen elektrischen Strom, stimuliert sie die Nerven während der Fokussierung Ultraschall auf die Region des Gehirns, die die Nerven-Signale verarbeitet.

Die Forscher erfasst die Teilnehmer Gehirn Antworten mit Elektroenzephalographie (EEG), Elektroden auf der Kopfhaut, die die elektrische Aktivität des Gehirns messen. Der Ultraschall die Hirnströme geschwächt, die taktile Stimulation zu kodieren, fanden sie.

Aber die nächste Reihe von Experimenten offenbart etwas wirklich seltsam.

Die Forscher führten zwei Tests der sinnlichen Wahrnehmung. In der ersten Teilnehmer zwei Pins auf ihrer Haut fühlen und müssen unterschieden werden, ob sie an einem oder zwei Punkten berührt werden. Je näher die Pins sind zueinander, desto schwieriger die Aufgabe. In der zweiten Forscher Schlag eine Reihe von Luftstöße gegen die Teilnehmer Haut, und sie müssen bestimmen, wie viele individuelle Züge, die sie fühlen. Je schneller die Puffs, desto schwieriger sind sie zu diskriminieren.

Anstatt diese schwache Gehirnsignale übersetzen in ärmeren Sinneswahrnehmung verbessert der Menschen tatsächlich auf beide Tests.

"Unsere Beobachtungen überrascht uns," sagte Tyler. "Obwohl die Gehirnwellen zugeordnet die taktile Stimulation geschwächt hatte, bekam Menschen tatsächlich besser zu erkennen Unterschiede in der Empfindungen."

Feinabstimmung des Gehirns

Was könnte dieses scheinbare Paradox erklären? Die Antwort hätte wie Neuronen Funktion. Bei der Kommunikation zwischen Gehirnzellen können sie auffordern, ihren Nachbarn aktiv zu werden (Anregung) oder Weitersagen zu beruhigen (Hemmung). Der Ultraschall der Hirnregion Balance von Erregung und Hemmung beeinflusst haben könnten, sagte Tyler.

Infolgedessen können die Erregung Impulse nicht so weit ausgebreitet haben im Wesentlichen dem Gehirn geben eine bessere Triangulation von wo die Sinneseindrücke von kamen.

Die Steigerung der Sinneswahrnehmung verschwunden wenn Forscher verschoben, dass des Ultraschalls nur einen halben Zoll (1 Zentimeter) konzentrieren. Das bedeutet, dass die Methode eine feinkörnige lässt sich "Gehirn Schaltungen, sowohl ihre Tätigkeit zuordnen, und möglicherweise zur Behandlung von Erkrankungen des Gehirns zu optimieren".

"In den Neurowissenschaften, ist es einfach, Dinge, zu stören", sagte Tyler. "Wir können Sie ablenken, Sie fühlen sich taub, trick, den Sie mit optischen Täuschungen. Es ist leicht, alles noch schlimmer machen, aber es ist schwer, sie besser zu machen. Diese Ergebnisse machen uns glauben, dass wir auf dem richtigen Weg sind."

Folgen Sie Stephanie Pappas auf Twitter und Google + . Folgen Sie uns @livescience, Facebook & Google +.