Hvad er ultralydsstyring?

"Det er alt i dit hoved." Det har du hørt før har du ikke? Måske hånede nogen en spøgelseshistorie eller bagatelliserede symptomerne på depression, paranoia eller galskab. Budskabet er enkelt:Din besættelse, hvad det end måtte være, har intet grundlag uden for dine tanker.

Men med tilstrækkelig videnskabelig forståelse, det bliver indlysende, at alt er "alt i dit hoved". Vi mener ikke, at verden er en stor stor illusion, men derimod at hver enkelt persons bevidstheds- og hukommelsespulje udelukkende eksisterer inden for hjernens elektrokemiske processer. Selv er en kemisk cocktail gennemsyret af en neurologisk gnist, og bevidsthed er et ejendommeligt stue -trick, der er udviklet af evolutionen.

Den person du tror du er? Godt, det er produktet af en konstant skiftende ligning bestående af 95 til 100 milliarder neuroner, sammen med synapser, neurotransmittere, genetisk kodning og en række minder, der går tilbage til barndommens grumsede dybder [kilde:Williams]. Ændre enhver faktor i denne ligning bare lidt, og du ændrer den endelige sum. Faktisk, du piller lidt selv, hver gang du så meget som foretager en simpel observation eller drikker en kop kaffe. Hver successive du er i det mindste en lille variant af den tidligere inkarnation. Sindet er også udsat for de alvorlige ændringer af følelsesmæssigt traume, hjerneskade og sygdom, alle i stand til drastisk at ændre resultatet af den neurologiske ligning.

Vores værktøjer til håndtering af hjerneforhold har varieret fra det sublime til det barbariske. Vi har behandlet psykisk sygdom på terapeutens sofa, samt med skalpeller og elektrisk stød. Heldigvis, videnskabelige gennembrud fortsætter med at forfine vores metoder.

For eksempel, der er neurostimulering , eller elektrisk stimulerende nerver til at lindre smerter eller undertrykke rystelser. Læger udfører disse bedrifter ved hjælp af bittesmå neurostimulatorer implanteret nær rygmarven eller en større nerve. Dyb hjernestimulering og vagus nervestimulering tage dette koncept endnu længere og kan effektivt håndtere forskellige psykiatriske lidelser og neurologiske sygdomme. Den eneste fangst er, at de også kræver omhyggelig kirurgi for at placere implantater på de passende steder - i nakken for vagusnerven stimulering og inde i hjernen til dyb hjernestimulering.

Hvad hvis der var en måde at stimulere nerver og dele af den menneskelige hjerne uden at bore gennem kranier og implantere elektriske apparater? Hvad hvis der var en måde at fjernt pille ved den neurologiske ligning?

At se inde i det menneskelige sind med ultralyd

Hvis du nogensinde har oplevet en ultralyd eller studeret de fosterbilleder, teknikken kan producere, så har du måske været vidne til neurostimuleringens fremtid.

Ultralyd fungerer som undersøiske ekkolodsystemer eller flagermus, som begge udsender lydbølger for at fornemme deres omgivelser. Bølgerne bevæger sig, indtil de kommer i kontakt med et objekt, derefter hoppe tilbage til kilden. En flagermus eller en computer kan derefter bestemme objektets form og afstand baseret på denne tilbagevendende lydbølge.

Ultralyds billeddannelsessystemer sender højfrekvente lydpulser gennem menneskekroppen. Hver gang de rammer en grænse mellem væv, nogle hopper tilbage, mens andre fortsætter. Maskinen beregner derefter de involverede afstande og frekvenser og skaber et todimensionalt billede af, hvad der foregår inde i kropshulen-f.eks. Et fosters bevægelser i livmoderen.

Forskere har undersøgt virkningerne af ultralyd på biologiske væv siden 1920'erne. Allerede i 1950’erne, forskere indså, at ved tilstrækkeligt høje frekvenser (meget højere end dem, der bruges i prænatal pleje), ultralyd havde også potentiale til at ødelægge specifikke celler, især tumorer i hjernen.

Højfrekvent ultralyd ( HIFU ) lovede alt dette uden at skade omgivende væv eller bore et hul gennem en patients kranium. I årtier, imidlertid, forskere manglede tilstrækkelig billedteknologi til virkelig at se, hvad der specifikt skete i hjernen.

Moderne forskere, imidlertid, har avanceret MR scanning ( MR ) for at få et indblik i den menneskelige krops samvær i realtid. Desuden, hjernekortlægningsteknologi fortsætter med at belyse, hvad der foregår i det menneskelige sind. For at vende tilbage til ligningens analogi, dette betyder at vide nøjagtigt, hvilke dele af den neurale ligning, der påvirker hvilke aspekter af vores evner, hukommelse og personlighed.

I en nylig undersøgelse foretaget af neurovidenskabsfolk ved Arizona State University, forskere opdagede det lav intensitet , lavfrekvent ultralyd ( LILFU ) kunne anvende et mildere strejf. I stedet for at ødelægge celler, disse lavere frekvenser stimulerer blot hjernekredsløbsaktivitet.

Lavfrekvent ultralyd:Terapi og fremtidens våben?

For at forstå, hvordan lavfrekvent ultralyd (LILFU) stimulerer hjernekredsløbets aktivitet, du er nødt til at forstå, hvad der foregår med din grå substans, når læger ikke bruger højteknologisk gadgetry til at sprænge det med lydbølger.

Hjerneceller frigives neurotransmittere , molekyler, der transporterer information fra en nervecelle til en anden på tværs af små huller kaldet synapser . Når de ankommer til en anden celle, neurotransmittere får ionkanaler til at åbne, hvilket igen udløser de elektriske impulser, der sender beskeder langs nervefibre. Disse reaktioner er en vital komponent i hjernens kredsløb, og neurotransmitterforstyrrelser er symptomer på sådanne invaliderende tilstande som Alzheimers sygdom, Parkinsons sygdom, depression og epilepsi.

Teamet af neurovidenskabsfolk ved Arizona State University fandt ud af, at LILFU -bølger øgede frigivelsen af ​​neurotransmittere, muligvis ved at åbne natrium- og calciumionkanaler nok til at udløse handlingspotentialer , som igen frigiver neurotransmittere. Det betyder at, uden invasiv kirurgi, læger i fremtiden kan muligvis fortryde den skade, sygdomme som Alzheimers forårsager ved at stimulere produktionen af ​​selve neurotransmitterne, som tilstanden forstyrrer.

Det vil tage mange års forskning og udvikling, før LILFU -teknologien er klar til at ændre menneskelige hjernekredsløb og ikke -kirurgisk reparere neurologiske skader og sygdomme.

Som du måske forestiller dig, imidlertid, virkningerne af ultralyd på den menneskelige hjerne har ikke inspireret kun terapeutiske innovationer. Forskellige undersøgelser har angiveligt teoretiseret, at ultralydsvåben kan bruges til at fremkalde opkastning og kvalme hos ofre-måske under et optøjer-kontrol-scenario [kilde:Jauchem]. Andre forskere antyder, at teknologien i sidste ende kunne tillade os at manipulere menneskelig hukommelse.

Ultralyds sindskontrol er en videnskab meget meget i sin barndom. Med nok forskning, vi kan måske en dag leve i en tid, hvor politiet anvender ultralyd til at dæmpe dig ved en protest, mens læger optimerer menneskelig hjerneeffektivitet med lidt ultralyds finjustering.

Udforsk linkene på den næste side for at lære endnu mere om ultralyd og den menneskelige hjerne.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer Alzheimers sygdom
• Sådan fungerer Parkinsons sygdom
• Sådan fungerer din hjerne
• Sådan fungerer hjernekortlægning
• Sådan fungerer nerver
• Sådan fungerer ultralyd

Flere store links

• Organisation for Human Brain Mapping
• University of Arizona Department of Neurology

Kilder

• Chudler, Eric. H. "Neurotransmittere og neuroaktive peptider." Neurovidenskab for børn. 2008. (21. august, 2009) http://faculty.washington.edu/chudler/chnt1.html
• ter Haar, Gail og Constantin Coussios. "Ultralyd med høj intensitet fokuseret:fortid, nutid og fremtid. "International Journal of Hyperthermia. februar 2007.
• Jauchem, James R. "Akustik med høj intensitet til militære ikke-dødelige applikationer:Mangel på nyttige systemer." Militærmedicin. Februar 2007.
• "Neurovidenskab:Lyd og ingen vrede." The Economist. 8. januar, 2009. (21. august, 2009) http://www.economist.com/sciencetechnology/displayStory.cfm?story_id=12887217&fsrc=rss
• Sang, Sora. "Sådan virker hjernestimulering." Time Magazine. 16. juli kl. 2006. (21. august, 2009) http://www.time.com/time/magazine/article/0, 9171, 1214939, 00.html
• "Spinalinjektionsprocedurer:neurostimulering." Amerikansk smerte og velvære. (21. august, 2009) http://www.painandwellness.com/spinal_injections_neurostimulation.html
• "Ultralyd vist for at udføre fjernbetjening af hjernekredsløb." Science Daily. 2. november kl. 2008. (21. august, 2009) http://www.sciencedaily.com/releases/2008/10/081029104251.htm
• Williams, Robert W. og Karl Herrup. "Kontrol af neurontal." Den årlige gennemgang af neurovidenskab 11. 28. september, 2001. (25. august, 2009) http://www.nervenet.org/papers/NUMBER_REV_1988.html#1