Olimpijski športniki želijo z elektrostimulacijo možganov do uspeha

Pri pripravah na olimpijske igre več športnikov uporablja nov pripomoček — slušalke, ki stimulirajo možgane. Ne z zvokom (sicer se tudi zvok »prevede« v električne impulze, toda razlika je, kot bomo videli, očitna), temveč z električnim tokom skozi možgane.

Po videzu se naprava ne loči od navadnih slušalk, razlika je zgolj v dodani funkcionalnosti. Slušalke namreč z električnim tokom natančno stimulirajo motorično skorjo možganov.

Soustanovitelj in generalni direktor Halo Neuroscience Dan Chao pravi, da uporaba njihove naprave med vadbo izboljšuje rezultate vrhunskih športnikov, ko gre za specifične discipline.

Podjetje naj bi sodelovalo s petimi olimpijskimi športniki: Hafsatu Kamara (Sierra Leone), Michael Tinsley, (ZDA), Mike Rodgers (ZDA), Mikel Thomas (Trinidad in Tobago), Natasha Hastings (ZDA). Uporabljajo ga tudi športniki v NFL in smučarski skakalci.

Transkranialna stimulacija z enosmernim tokom, ki jo naprava uporablja, je trenutno izredno priljubljena tema nevroloških raziskav. Izsledki kažejo, da šibek električni tok (po dogovoru naj tok ne bi presegal dveh miliamperov) lahko spodbudi ali pa zavre proženje nevronov. Stimulirani možgani naj bi se nato hitreje učili, še posebej, ko gre za motorično zahtevne naloge. Večina študij zaradi majhnega obsega ni ponudila konkretnih sklepov o učinkovitosti takšne stimulacije, zagotovo pa električni tok spremeni delovanje živčevja — vprašanje je kako.

Halo Sport, kakor se imenujejo slušalke, ni izdelek namenjen zdravljenju in kot tak ni podvržen sicer strogemu nadzoru vladnih organizacij. Tudi atleti z uporabo ne kršijo obstoječih pravil.

Transkranialna stimulacija z enosmernim tokom (Transcranial direct current stimulation (tDCS) je bila razvita za zdravljenje depresije in pospeševanje okrevanja po možganskih poškodbah, prve poskuse pa sta izvajala celo Luigi Galvani in Alessandro Volta. Giovanni Aldini (Galvanijev nečak) je leta 1801 uspešno izboljšal počutje »melanholičnih« bolnikov. Med drugim je metodo (kot vsak pravi zdravnik tedanjega časa) uporabil tudi na sebi in si, tako pravi v enem svojih esejev, za več dni povzročil hudo nespečnost. Sodobne raziskave so se začele v šestdesetih, tako da je (ne)varnost transkranialne stimulacije že dolgo predmet raziskav.

Poskusi na podganah so pokazali, da na možganih nastajajo histopatološko vidne poškodbe pri minimalni katodni gostoti toka 142, 9 A/m^2 pri trajanju 10 minut. Med 142, 9 A/m^2 in 285, 7 A/m^2 se je obseg poškodovanega tkiva povečeval linearno z naraščajočo gostoto toka (gostota x čas).

Avtorji študije kot mogoč vzrok poškodb navajajo segrevanje, čeprav niso izvedli dejanskih meritev temperature v tkivu med samim postopkom stimulacije. Prag gostote toka naj bi bil odvisen od termoregulacijskih sposobnosti možganskega tkiva in (povezano) od časa izpostavljenosti povišani temperaturi. Po njihovih izračunih se temperatura možganskega tkiva pri 142, 9 A/m^2 v 10 minutah iz 37, 0 °C poveča na 47, 75 °C. Pri izračunu niso upoštevali kompleksnih dejavnikov pretoka krvi in toplote sproščene zaradi metabolične aktivnosti. Omeniti velja, da se začnejo nekateri proteini in encimi denaturirati pri temperaturah, ki rahlo presegajo 40 °C, torej se njihova kompleksna molekulska (sekundarna/terciarna/kvartarna) struktura poruši, kar povzroči izgubo funkcionalnosti.

Halo Neuroscience na svoji strani zatrjuje, da je gostota toka uporabljenega v njihovih preizkusih znatno pod mejo za poškodbe; uporabljali so gostoto do 0, 7 A/m^2, tok torej naj ne bi bil problematičen.

V preizkuse niso vključili možnosti sprememb na celični ravni zaradi električnega polja; tako imenovane elektroporacije, to je odpiranja por v celičnih membranah. Ker celične membrane ne prevajajo električnega toka (razen skozi ionske kanale), delujejo kot nekakšen kondenzator. Zato se, ko so podvržene visokim napetostim, začasno »razbijejo«. Nastanejo pore skozi katere lahko prehajajo makromolekule. Takšna tehnika (pri visokih napetostih) v mikrobiologiji omogoča vstavljanje tujega dednega materiala v celice. Seveda pa so pri stimulaciji možganov uporabljene napetosti majhne, elektroporacija tako po vsej verjetnosti ni problematična.

Prostovoljci podvrženi tDCS so na sobnem kolesu povprečno zdržali dve minuti dlje od kontrolne skupine. Občutili so zmanjšanje utrujenosti, čeprav so testi pokazali nespremenjeno vsebnost mlečne kisline in tudi nespremenjen srčni utrip (v primerjavi s kontrolno skupino). Rezultati tako napeljujejo na domnevo, da gre za spremembe v zaznavanju možganov in ne spremembe v signaliziranju ali delovanju mišic.

Podjetje Halo Neuroscience svoje slušalke prodaja za 649 dolarjev (585 €). Stik z glavo se doseže z elektrolitom namočeno gobo — sistem kot je bil v uporabi že v 19. stoletju in je tudi v modernih časih znan že zelo dolgo. Nič novega torej in ni jasno kaj natanko utemeljuje ceno. Iz dokumentacije podjetja tudi ni razvidno kaj naj bi bila posebna “valovna oblika” omenjena v spodnjem videu, razen morda spremembe v jakosti električnega toka.