超音波は、私たちの体内の構造を可視化する際に貴重な助けとなると考えられています。この穏やかなイメージング手順は、医療の多くの分野で長い間日常生活の一部となってきました。しかし、これまで脳の研究にはほとんど使用されていませんでした。ロアノークにあるバージニア工科大学カリリオン研究所のウィン・レゴン氏とその同僚は、この状況を変えたいと考えていた。 「超音波には、前例のない解像度で脳内の接続をマッピングできる大きな可能性があります」と主著者のウィリアム・タイラー氏は説明します。これを行うには、どの脳機能が影響を受けているかをテストするために、特定の脳領域を短時間かつ可逆的に無力化することが役立ちます。今日、これは通常、いわゆる経頭蓋磁気刺激の形で強力な磁場を使用して達成されます。問題は、これらの領域に焦点を当てるのが難しく、常に数平方センチメートルの思考器官の領域を麻痺させることです。
そこでタイラー氏らは、この効果が超音波を使っても達成できるかどうかをテストした。これを行うために、彼らは手からの触覚刺激を処理する被験者の脳の領域に0.5メガヘルツの集束超音波を照射しました。次に、脳波を使用して、この時点で脳活動が変化したかどうか、またどのように変化したかを測定しました。結局のところ、超音波からの脳波信号は実際には平坦化し、脳の活動が弱まっていたことが分かりました。しかし、これは被験者の感覚にどのような影響を与えたのでしょうか?これを調査するために、研究者らは 2 つの古典的なテストを実行しました。最初のテストでは、参加者の手の甲の皮膚に 2 つの細いプローブを徐々に近づけて接触させ、どの時点でこれらの刺激が空間的に分離されなくなったかを確認しました。ワンタッチの刺激としてのみ認識されます。 2 番目のテストでは、被験者は、連続的な空気の流れとして、より短い間隔で皮膚に吹き付けられた空気のパフしか感じられないのはいつかを尋ねました。
触覚刺激の感覚が良くなる
この結果は研究者さえも驚かせました。超音波のおかげで、被験者は突然これらの触覚刺激を以前よりもうまく解決できるようになりました。彼らは、通常私たちにとってもはや区別できないタッチであっても、空間的または時間的に分離されたものとして認識するようになりました。 「この観察は私たちを驚かせました」とタイラーは言います。脳波は超音波によって減衰しましたが、同時に知覚も改善されました。 「これはほとんど逆説的に思えます」とタイラー氏は言う。しかし、彼と彼の同僚は、この奇妙な効果の説明を見つけたと信じています。彼らは、超音波が脳のこの領域の抑制性と興奮性の切り替え点のバランスを変えたのではないかと考えています。その結果、さまざまな刺激によって引き起こされる活性化はより局所的に限定されたままとなり、したがって割り当てが容易になり、知覚の解像度が向上しました。
研究者らによると、これは低線量の超音波でも知覚が改善されるなど人間の脳の活動に影響を与える可能性があることを示す最初の証拠だという。 「神経科学では、物事を混乱させるのは簡単です。気を散らしたり、麻酔をかけたり、目の錯覚を与えたりすることができます」とタイラー氏は説明します。状況を悪化させるのは簡単ですが、改善するのは非常に困難です。しかし、これは現在、超音波によって達成されています。しかし、それは将来、私たち全員が脳ドーピング用の超音波キャップを装着して歩き回るという意味ではありません。研究者らは、これが将来的に私たちの思考器官の機能をさらに詳しく調べることを可能にする重要な新しい手段であると考えています。
