Behavioral and neural modulation effects of transcranial pulse stimulation of the dorsal cingulate cortex and anterior insula cortex in healthy adults: A prospective, randomized, sham-controlled trial
Diese prospektive, randomisierte, sham-kontrollierte Studie zeigt, dass zehn Sitzungen der transkraniellen Pulsstimulation, die auf den dorsalen anterioren cingulären Kortex und den anterioren Insulären Kortex abzielen, bei gesunden Erwachsenen durchführbar und sicher sind und eine bidirektionale, zielspezifische Modulation des Risikoverhaltens sowie assoziierte Veränderungen der funktionellen Konnektivität im Ruhezustand bewirken.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung eines Preprints, das nicht peer-reviewed wurde. Dies ist kein medizinischer Rat. Treffen Sie keine Gesundheitsentscheidungen auf Grundlage dieses Inhalts. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Das menschliche Gehirn ist kein einzelnes, einheitliches Organ, sondern ein riesiges Netzwerk spezialisierter Regionen, die ständig miteinander kommunizieren, um unsere Gedanken, Gefühle und Handlungen zu lenken. Unter diesen Regionen fungieren zwei Tiefenstrukturen – der dorsale anteriore cinguläre Cortex und die anteriore Insula – als kritische Knotenpunkte dafür, wie wir wichtige Signale wahrnehmen und entscheiden, ob wir ein Risiko eingehen. Wissenschaftler wissen seit langem, dass eine unterschiedliche Funktion dieser Bereiche alles von Angstzuständen bis hin zu Suchtverhalten beeinflussen kann, doch sie ohne chirurgische Eingriffe zu erreichen, blieb eine schwierige Herausforderung. Während einige Werkzeuge die Oberfläche des Gehirns sanft anregen können, gibt es nur wenige Methoden, die sicher ein Signal tief genug senden können, um diese verborgenen Zentren zu erreichen. Eine neue Studie untersucht eine relativ neue Technik namens transkranielle Pulsstimulation, die fokussierte Schockwellen nutzt, um tiefes Hirngewebe zu erreichen, ohne die Haut zu schneiden, mit dem Ziel zu sehen, ob sie diese spezifischen Regionen sicher verändern kann und dadurch wiederum beeinflusst, wie Menschen riskante Entscheidungen treffen.
In einem kontrollierten Experiment mit fünfundsiebzig gesunden Erwachsenen setzten sich Forscher der Polytechnischen Universität Hongkong zum Ziel zu testen, ob diese nicht-invasive Methode diese tiefen Hirnareale präzise ansteuern und das Verhalten verändern konnte. Die Freiwilligen wurden in drei Gruppen eingeteilt. Eine Gruppe erhielt zehn Sitzungen aktiver Stimulation, die auf den dorsalen anterioren cingulären Cortex abzielte, eine andere Gruppe erhielt dieselbe Anzahl an Sitzungen, die auf die anteriore Insula abzielte, und eine dritte Gruppe erhielt eine Scheinbehandlung, die ähnlich klang und sich ähnlich anfühlte, aber keine tatsächliche Energie lieferte. Über zwei Wochen hinweg nahmen die Teilnehmer an diesen Sitzungen teil, während ihre Gehirnaktivität vor und nach der Behandlung gescannt wurde. Um zu messen, wie sich ihre Entscheidungsfindung veränderte, baten die Forscher sie, ein computergestütztes Spiel zu spielen, bei dem sie einen virtuellen Ballon aufblasen mussten. In diesem Spiel brachte jeder Pumpvorgang eine kleine Belohnung, aber wenn der Ballon platzte, verloren sie das Geld für diese Runde. Das Spiel war darauf ausgelegt, offenzulegen, wie viel Risiko eine Person eingehen würde, um eine größere Belohnung zu erhalten.
Die Ergebnisse zeigten, dass die Stimulation nicht nur sicher war, sondern auch deutlich unterschiedliche, entgegengesetzte Verhaltensänderungen hervorbrachte, je nachdem, welches Hirnareal angesteuert wurde. Teilnehmer, die eine Stimulation des dorsalen anterioren cingulären Cortex erhielten, wurden vorsichtiger; sie pumpten den virtuellen Ballon im Durchschnitt seltener auf, was eine klare Reduktion der Risikobereitschaft zeigte. Im Gegensatz dazu wurden diejenigen, die eine Stimulation der anterioren Insula erhielten, eher bereit, Chancen zu nutzen, indem sie den Ballon häufiger als zuvor aufpumpten. Die Gruppe, die die Scheinbehandlung erhielt, zeigte keine derartigen Veränderungen. Diese Verhaltensänderungen gingen mit messbaren Verschiebungen in der Art und Weise einher, wie die Netzwerke des Gehirns miteinander kommunizierten. Nach der Stimulation des dorsalen anterioren cingulären Cortex wurden die Verbindungen zwischen diesem Bereich und anderen Teilen des Gehirns, die an Aufmerksamkeit und Planung beteiligt sind, stärker. Umgekehrt schwächte die Stimulation der anterioren Insula deren Verbindungen zum Striatum ab, einer tief im Gehirn gelegenen Region, die mit Belohnung und Gewohnheit verknüpft ist.
Die Studie bestätigte auch, dass diese Technik für den wiederholten Gebrauch bei gesunden Menschen machbar ist. Die meisten Teilnehmer erlebten nur leichte Nebenwirkungen, wie ein Kribbeln oder leichte Schmerzen an der Stelle, an der das Gerät ihre Kopf berührte, was normalerweise innerhalb weniger Stunden abklang. Nur eine sehr geringe Anzahl von Menschen brach die Studie ab, und die wenigen, die dies taten, hatten Gründe, die nicht mit dem Verfahren selbst zusammenhingen. Während die Forscher klare Zusammenhänge zwischen den spezifischen Hirn-Targets und den Verhaltensänderungen fanden, merkten sie an, dass die Verbindung zwischen den Hirnscans und den Spielergebnissen nicht perfekt linear war, was darauf hindeutet, dass die Reaktion des Gehirns auf diese Stimulation komplex ist. Die Ergebnisse liefern einen grundlegenden Beweis dafür, dass fokussierte Schockwellen sicher tiefe Hirnstrukturen erreichen und deren Aktivität auf spezifische Weise modulieren können, was Wissenschaftlern ein neues Werkzeug bietet, um zu erforschen, wie diese verborgenen Schaltkreise das menschliche Verhalten formen.
Ertrinken Sie in Arbeiten in Ihrem Fachgebiet?
Erhalten Sie tägliche Digests der neuesten Arbeiten passend zu Ihren Forschungsbegriffen — mit technischen Zusammenfassungen, in Ihrer Sprache.