Заключительная часть интервью с Андреем Владимировымоб эффективности работы головного мозга. В первой частимы обсудили минимально-базовую теорию и познакомились с основными действующими лицами нейрохимическими агентами, во второй части прошлись по страхам и опасностям, мнимым и реальным, а сегодня завершим этот большой разговор, полностью сосредоточившись на немедикаментозных веществах и обзоре нехимических методов повышения пресловутого КПД нашего «центрального процессора».
Как сказал Борис Акунин: «Из всех наслаждений, отпущенных человеку в жизни, самое изысканное — шевелить мозгами». От себя же добавлю, что в нашем современном сверхрациональном мире «быстро шевелить мозгами» — вдвойне приятно. Надеюсь, что наша серия об основах «разгона мозга» в этом хотя бы отчасти поможет.
— Андрей, можно ли коснуться аспекта стимуляции работы мозга немедикаментозными способами, специально для консерваторов, поклонников всего натурального, чистого и естественного в нашей жизни?
— Во-первых, кофеин (что в кофе, что в разновидностях колы или в популярных ныне энергетиках) — такая же психоактивная субстанция, как и никотин, алкоголь и т. д. Кстати, все упомянутое мною «натуральное» (кофе, никотин, энергетики, кола, алкоголь и т.д.) — ГОРАЗДО БОЛЕЕ ТОКСИЧНО, чем тот же пирацетам. Если расширить названный список «натуральных стимуляторов» — вот другие двенадцать продуктов для «бытовой подзарядки» мозга.
Впрочем, не будем повторяться и возобновлять нашу прошлую дискуссию о стереотипах и эффективности... Прошу понять мой скептицизм в отношении «естественных» стимулирующих средств: образно говоря, в ХХІ веке люди уже давно пересели с лошадей на автомобили, достаточно наивно вступать в полемику на сей счет...
Во-вторых, двигаясь все-таки в сторону простейшей бытовой фармакологии, могу порекомендовать такие «хорошие вещи», которые есть в любой обычной аптеке, как глюкоза, ДМАЕ, холин/лецитин, ненасыщенные жирные кислоты (особенно Омега-3), витамины (в особенности B6), магний. Хороший сон, свежий воздух и активный отдых по Павлову — все это должно посодействовать.
В-третьих, повторно подчеркну, что важно минимальное понимание того, что вы делаете и как это работает. При квалифицированном подходе даже стакан обычной воды способен дать очень сильный скачок производительности. Иначе говоря, как минимум внимательно читайте инструкции, а лучше — советуйтесь с хорошими специалистами-докторами. Что касается отдельно побочных эффектов, более подробно на эту тему можно почитать вот здесь или здесь.
В-четвертых, отмечу, что лично для меня настоящие «немедикаментозные методы» — это не различные бытовые псевдометодики якобы стимуляции мозга, а именно его биофизическая стимуляция.
— Все-таки кофе — центральный напиток наших офисов и интеллектуалов всех сортов, из уважения к нему давайте немного остановимся на его плюсах и минусах отдельно.
— Кофеин — традиционный стимулятор центральной нервной системы. Он представляет собой разновидность метилксaнтиновых соединений, содержащихся в более чем шестидесяти растительных продуктах, но в существенных количествах его можно получить только из листьев чая и зерен кофе.
В зернах кофе содержание кофеина намного ниже, нежели в листьях чая. Более сильное стимулирующее действие напитка кофе объясняется просто существенно большим его количеством, использующимся для его приготовления. При этом кофеин чaя сильно связан с тaнином, и поэтому его действие мягче, чем действие кофеина кофе. В этом есть свой позитив — чай не вызывает зависимости, как это нередко происходит с кофе.
Из последнего вытекает главный недостаток именно кофе: постоянный и длительный прием кофеина вызывает приспособительную реакцию центральной нервной системы и организма в целом. Возбуждающее действие кофеина постепенно снижается, рaзвивaется привыкание, при котором требуются уже все большие дозы кофеинa для достижения того же стимулирующего эффекта.
В перспективе это приводит либо ко все большим дозам и потенциальным проблемам для здоровья, либо, в противоположном случае, к резкому падению его эффективности (и даже к негативному эффекту) при регулярном потреблении. В общем случае любителям кофе нужно иметь в виду: хорошая новость — кофеин усиливает сжигание жирных кислот в клетках печени, плохая — но при этом он на 50% повышает риск смерти от сердечно-сосудистых болезней.
— После кофе затронем такую важную компоненту как «хороший сон», которой часто так не хватает в современном мире, например, студентам накануне сессии — как это влияет на нашу умственную производительность?
— Сон и консолидация памяти действительно сильно взаимосвязаны, в особенности это относится к 4-ой фазе сна, в которой электрофизиологически отмечается доминирование медленного дельта ритма и так называемые «веретена сна», и которые достаточно рано исчезают с возрастом. Есть интересный метод электростимуляции на данной фазе, дополнительно увеличивающий консолидацию памяти. Если поднять частоту переменного тока с 0.75 Гц до 5 Гц эта консолидация будет наоборот нарушена.
Есть публикации о том, что электросон более благоприятен для консолидации памяти, чем естественный.
— Кстати, о естественных ноотропах: что насчет DМАЕ, который вы выше включили в свой список наиболее доступных и эффективных? Насколько я знаю, у него чисто природное происхождение и он весьма распространен в живой природе...
— Да, он содержится в больших количествах в рыбе. Может быть, поэтому рыбу называют «пищей для мозга». Кроме того, «хорошо заряженной» им является соя, миндаль (и некоторые другие орехи), пивные дрожжи, некоторые фрукты и шоколад (кстати, все любители натурального — это список продуктов для вас). В некоторых странах сами мозги издавна считаются деликатесомдля интеллектуалов (предупреждение: указанная видео-ссылка содержит элементы жестокости — прим. автора) — в них содержится приличная доза DMAE.
Говоря более обще о его нейрохимических свойствах, DMAE(диметилaминоэтaнол, битартрат), как и все другие ноотропы, выражено стимулирует мозговую функцию, подстегивает производство холина в мозгу. В итоге: усиливает память, концентрацию внимания, креативные способности, улучшает настроение, в правильных дозировках улучшает сон. Заметно повышает энергетический статус организма, в связи с чем повсеместно используется спортсменами. Для девушек: он очень широко применяется в современных косметических кремах, заметно повышая упругость кожи, ее тонус, омолаживая и улучшая внешний вид (несмотря на очевидный эффект и распространение, его безвредность в качестве крема некоторые оспаривают).
Значительно улучшает свойства крови — захватывает и переносит кислород к тканям. Защищает клетки от повреждения наиболее опасными разновидностями свободных радикалов. Доказано, что добавление DMAE в консервированную кровь увеличивает срок ее хранения в 2 раза. Именно DMAE помогает нашему организму успешно справиться с удалением значительной части клеточного мусора (в первую очередь — липофусцина). В одном из контрольных экспериментов препарат ацефен, сделанный полностью на основе DMAE, продлил жизнь животных на 49,5%.
Принимать диметилaминоэтaнол можно в чистом виде, благо такие препараты в рамках спортивного питания давно существуют и очень распространены (в бывшем СССР синтезируют его даже в домашних условиях, но ИМХО проще купить его на eBay — ключевое слово для этого DMAE Powder; кстати, в России его часто продают под видом БАД).
О том, что препарат успешно работает, вы сможете догадаться по таким явлениям: более глубокий сон и реалистичные сновидения, легкое приятное подергивание мышц, необычная ясность ума и четкая концентрация внимания, возросшая острота зрения. Поскольку DMAE — вещество природного происхождения и присутствует в некоторых продуктах питания, то и побочные эффекты здесь возможны лишь в случаях крайних радикальных передозировок.
— Что можно сказать об умеренном потреблении алкоголя для достижения более оптимальной производительности (кстати, когда-то мы писали про пик Балмера)?
— В общем-то мы уже обсуждали стратегию «уменьшение шума» как добавление к «усилению полезного сигнала» в отношении слабых анксиолитиков (частичных агонистов ГАМК). Алкоголь полностью аналогично усиливает активность ГАМК и одновременно уменьшает активность АМПА-рецепторов. Алкоголь увеличивает их десенситизацию, механизм его действия противоположен ампакинам.
Есть публикации (ссылка 1, ссылка 2, ссылка 3), демонстрирующие, что небольшие дозы алкоголя стимулируют творческую активность. Также как и бытовые наблюдения, что творческие люди часто любят «заложить за воротник». И мне даже попадалась статистика о том, что фронтовые 100 грамм перед вылетом способствовали эффективности советстких летчиков в Великую Отечественную.
В психологии есть такое важное понятие, как айнстеллунг-эффект: влияние преконцепций, прекондиционирования. Даже когда нам кажется, что мы полностью открыты новизне, мыслим открыто и нешаблонно, это не совсем так. Мы все равно продолжаем выбирать подходы, более созвучные тем, с которыми мы ознакомились ранее, которые оказали на нас значительное впечатление. Затормаживающие факторы алкоголя могут ощутимо ослабить такое прекондиционирование, способствуя нахождению более латерального решения.
Но с алкоголем есть две серьёзные проблемы:
- очень легко перейти от умеренного употребления к менее умеренному, особенно учитывая индивидуальную чувствительность и развитие толерантности — граница между «уменьшением шума» и «подавлением полезного сигнала» здесь очень тонка, особенно учитывая «антиноотропное» действие алкоголя на АМПА-рецепторы;
- действие алкоголя генерализовано, оно охватывает весь мозг, тогда как в целях эффективности интересно уменьшение шума в определённых областях, связанных с выполнением конкретной задачи, и публикации, посвященные именно селективному торможению таких областей (посредством катодной стимуляции слабым постоянным током) показывают возможное уменьшение айнстеллунг-эффекта.
Ну и напоследок:
- «уменьшение шума» путем слабого торможения продемонстрировано как эффективный метод нахождения нетрадиционных решений только в начале обучения новой задаче, при выполнении уже изученного оно имеет противоположный эффект, снижая эффективность выполнения задачи — не всякий шум вреден обучению, есть и полезный шум, способствующий усилению сигнала посредством стохастического или когерентного резонанса, и есть даже методы, использующие белый шум (посредством переменного тока) для повышения эффективности обучения.
Не все так просто в полезном влиянии алкоголя, и в качестве фармакологического «аттенуатора» я скорее предложил бы афобазол, пикамилон, даже фенибут, а не алкоголь — и дозировать точно проще, и пристрастие не разовьется, и уменьшение практически всех негативно влияющих факторов: беспокойства, напряжения, даже страха — гораздо стабильнее.
— Кроме возросшей нагрузки на голову, другая проблема современного человека — синдром дефицита внимания/гиперактивности. Насколько я знаю, в связи с этой массовой проблемой большое распространение получил риталин («Меридил», «Центедрин»), который массово применяется молодыми людьми связанных с интеллектуальным трудом в США. Насколько этот «Витамин R» (он же «R-boll») реально работает?
— Популярный в Новом Свете риталин — классический психостимулятор. Если есть синдром дефицита внимания — поможет. Правда, он вызывает привыкание и зависимость. Поэтому лучше использовать отечественный бромантан (ладастан), который все же скорее эрготроп, и механизм его действия, хоть и связан с дофаминэргической системой, от такового у психостимуляторов отличается.
— Ваша основная сфера научной работы сейчас — это биофизические методы. Какие есть нехимические методы стимуляции работы головного мозга?
— Биофизических методов стимуляции мозга множество — акустические, включая ультразвук, световой — когерентный (лазер) и некогерентный свет, постоянный и переменный ток, сильные и слабые переменные магнитные поля. Написать об этом можно очень много, потому что сейчас это одни из самых перспективных направлений — только обзоры отдельных методов в тематических журналах занимают десятки страниц.
Для начала откину базовый захват частот основных мозговых волн (какой бы метод захвата не использовался — оптический, акустический, переменный ток) как метод не очень эффективный и себя, в общем-то, не особо оправдавший. Основная причина тому — отсутствие точных корреляций между специфическими состояниями сознания и доминирующей частотой мозговых волн, особенно если речь о «средней температуре по больнице», то есть общей доминирующей частоте, а не таковой для специфического участка мозга.
Например, если у вас есть NeuroSky Mindwave (или другой подобный EEG-сенсор), возможно, вы удивлялись тому, что указателей состояния сознания на панели его софта всего два — концентрация и «медитация» (под которой авторы софта подразумевают релаксацию), и нет указателей наподобие «творческое мышление» или «активное запоминание». Причина здесь как раз в том, что подобные вещи так просто с электрофизиологическими изменениями не скоррелируешь, особенно используя сенсор со всего тремя электродами, два из которых референтные.
Так что если у вас есть светозвуковая машинка, которые в свое время были очень популярны, или же вы любитель(ница) бинауральных ритмов, навряд ли они посодействуют улучшению процессов и обучения и запоминания.
Разве что косвенно, посредством снятия напряжения и стресса, мешающих им.
Кратко пройдемся по всем уже существующим направлениям.
а) Акустическая стимуляция. Наиболее многообещающим является направленный ультразвук. Свободно проходит через череп. Работает посредством механической стимуляции клеточных мембран и элементов цитоскелета: вопрос «насколько такая стимуляция может быть избирательной, чтобы активировать специфические молекулярные механизмы, которые нас интересуют?» — пока открыт. Зато резолюция метода очень велика, выше, чем у всех остальных рассматриваемых здесь — можно избирательно стимулировать участок мозга диаметром всего 2 мм.
Оборонное агентство DARPA уже начало программу по изучению военного использования транскраниальной ультразвуковой стимуляции мозга, что должно привести к созданию прибора, который лишит солдата чувства усталости и страха. Он будет встраиваться в персональный боевой шлем и регулировать функции мозга для повышения активности, снятия стресса, боли и даже уменьшения последствий черепно-мозговой травмы.
Последние новости с фронта можно прочитать вот здесь.
б) Световая стимуляция. Первая реакция на «для улучшения памяти и концентрации посветите лазером или даже светодиодом себе в нос» — «о, очередное фричество!» На самом деле это не так — и механизм такого воздействия уже хорошо изучен (стимуляция митохондриального метаболизма благодаря фоточувствительности цитохромоксидазы), и тестов проведено немало — преимущественно в Китае. Это их разработка. Готовые устройства для подобной стимуляции они уже продают — из Канады, они доступны примерно за 500$. Разумеется, я не рекомендую никому подсвечивать себе передние отделы мозга лазерной указкой — так можно и сетчатку глаза сжечь. Да и характеристики (длина волны, частота и интенсивность вспышек, режим) стимулирующего светового сигнала достаточно специфичны.
С другой стороны, если вы опытный электронщик, подобный девайс можно при желании собрать самому (безопаснее со светодиодом, на самом деле когерентность излучения в данном методе не особо критична), для начала основательно ознакомившись с темой по соответствующим публикациям. Начинать знакомиться можно, например, вот здесь (там есть ссылка на текст статьи, под которой еще больше ссылок по этой теме).
в) Стимуляция постоянным током до 2.5 мА, ака tDCS(transcranial direct current stimulation). Пожалуй, наиболее изученный на сегодня метод, с сотнями тематическихо публикаций и толстыми обзорами.
В прошлом году в Калифорнии появился стартап, предлагающий простое и дешёвое устройство для tDCS — см. flowstateengaged.com — но что-то от них пока ничего не слышно, скорее всего, их прижали государственные регуляторы (реальная альтернатива ему — www.foc.us, — прим. автора). В любом случае, собрать подобное устройство самому при желании не так сложно.
Вот с самим методом все, увы, не так просто, как кажется. На первый взгляд, проще не бывает — под анодом вероятность возбуждения нейронов вырастает, под катодом — уменьшается (механизм этого я здесь рассматривать не буду, он лежит на поверхности и в массе источников).
Соответственно, анод (обычно диаметром не менее 3 см, резолюция метода примерно такая же) ставится над участком мозга, связанным с функцией, которую необходимо улучшить.
Катод ставится с противоположной стороны, или же вообще (во избежание торможения противоположного участка мозга) выносится на шею или даже плечо (соответственно, силу тока придется увеличить, чтобы скомпенсировать увеличившееся сопротивление между электродами).
Однако, эффективность метода зависит и от времени применения (анодная стимуляция до обучения может привести к противоположному эффекту, тогда как во время обучения даёт стабильный и значительный положительный эффект), и от стадии обучения (на начальной стадии обучения новой задаче катодная ингибиция может быть полезнее — угнетение информационного шума и уменьшение прекондиционирования, тогда как для закрепления уже освоенной способности нужен анод), интервалов между периодами стимуляции и длиной самих периодов (слишком длительная стимуляция может также привести к противоположному эффекту).
Нужно учитывать и другие условия: от интенсивности умственной нагрузки (анодная стимуляция тем более эффективна, чем больше такая нагрузка по стимулируемой функции, похожий более общий эффект наблюдается и с ампакинами!) до... лекарственных взаимодействий (скажем, в работе одной из исследовательских групп ноотропный эффект стимуляции постоянным током полностью блокировался никотиновым пластырем, зато по результатам другой группы Д-циклосерин, потенциальный ноотроп, усиливал анодный эффект в разы!).
Но, несмотря на все эти тонкости и немереный объём необходимых исследований, стимуляция постоянным током среди остальных методов биофизического улучшения когнитивных (и не только — можно, например, обострять восприятие отдельных органов чувств или улучшать моторную координацию) функций — основной кандидат на массовое внедрение. И, разумеется, чтобы самому экспериментировать с tDCS, необходимо знать базовую функциональную нейроанатомию.
г) Стимуляция переменным током (tACS). Для улучшения когнитивных функций этот метод, активно применяемый для уменьшения боли, беспокойства, лечения депрессии и бессонницы (электросон), пока очень мало изучен. Однако обнадеживающие результаты есть, в том числе при использовании комбинированой cтимуляции постоянным (обеспечивает фокализацию и резолюцию) и переменным (обеспечивает активацию специфических механизмов в зависимости от его характеристик, не будучи специфическим для области под электродами) током. Интересно, что подобная «двойная» стимуляция, примененная во сне, улучшала консолидацию памяти, а при собственно запоминании у бодрствующих — ее закрепление.
Есть и другие интересные публикации на данную тему, но по сравнению с tDCS их количество невелико. К сожалению, сейчас нет четкого определения механизмов, посредством которых можно избирательно улучшать когнитивные возможности посредством tACS а простой захват основных мозговых волн, как я упоминал, эффективности не показал. Надеюсь, что эта проблема в скором времени будет решена.
Новый перспективный подход — стимуляция... белым шумом (tRNS) в промежутке 0 — 640 Гц, по-видимому, повышающая общую возбудимость нейронов посредством стохастического резонанса. По крайней мере, в тестах по улучшению моторного обучения этот подход показал очень неплохие результаты и переносим гораздо лучше, чем переменный ток фиксированной частоты.
д) Транскраниальная магнитная стимуляция (TMS). Это последнее направление сейчас осуществляется посредством пульсирующего магнитного поля высокой индукции, около 1Т. То есть фактором, вызывающим активацию нейронов под соленоидом является не собственно магнитное поле, а индуцированный им вихревой ток. Резолюция метода при использовании катушки в форме восьмерки — порядка 1–2 см, стимуляции глубинных областей мозга с его помощью добиться пока не удалось. TMS интересна в первую очередь тем, что позволяет стимулировать выбраный участок мозга (как tDCS) с заданной частотой и другими параметрами (как tACS). Использование частот до 5 Гц вызывает угнетающий эффект, от 5 до 20 Гц — стимулирующий.
Сейчас наиболее изучен так называемый тета-всплеск (theta-burst) протокол магнитной стимуляции, зарекомендовавший себя в опытах по улучшению памяти и обучения, пока, правда, у крыс. Также интерес представляет и высвобождение обычно подавленных функций путем угнетения подавляющих с помощью ингибирующей TMS.
Именно таким образом проф. Алан Снайдер раскрывал сокрытые аутистичные способности к математике и рисованию у не-аутистов, его эксперименты широко известны. Правда, в последнее время он перешёл к использованию катодного tDCS угнетения вместо низкочастотной TMS и, видимо, не без причин.
В имеющейся форме TMS скорее экспериментальна, в лучшем случае стационарна — это высоковольтное оборудование, для получения подобной индукции в катушки вкачиваются киловольты, метод небезопасен, имеет побочные эффекты и явно не совсем для энтузиастов-любителей. Хотя, собрать подобный стимулятор при желании можно, и можно даже купить готовый, например вот здесь.
~
Читать начало этого интервью. Более подробно сегодняшнего автора можно почитать в его более ранней работе — «Ломаем wetware»: Часть 1, Часть 2. Также дополнительно очень рекомендую отличную работу от другого автора: Ноотропы или overclocking your brain.
Визитка нашего гостя
Эксперт в области информационной безопасности, Андрей Владимиров родился в Одессе, занимался исследованиями мозга — сначала в Одесском медицинском, а затем в Королевском колледже Лондонского университета и Бристольском университете.
Защитив диссертацию, от интеллекта человеческого перешел к освоению интеллекта искусственного. Ещё в студенческие годы часто подрабатывал IT-консультантом, а затем с товарищами основал компанию «Архонт» и достиг заметных высот в разработке передовых методологий защиты информации. Разработал системы и стратегии IT-безопасности для ряда крупных компаний, обезопасил ряд распространенных программных и аппаратных продуктов. Написал первое в мире руководство по взлому и защите беспроводных сетей, переведенное на восемь языков, а также аналогичную работу по взлому и защите систем и сетей Cisco.
Не жалеет сил на работу и любит, когда она получает заслуженное признание; к людям и местам придирчив — называет себя избирательным мизантропом.
