Электростимуляция мозга в домашних условиях

Электростимуляция мозга в домашних условиях

Мозговой электростимулятор BrainStar

Автор: Black27512
Опубликовано 17.10.2011
Создано при помощи КотоРед.

В данной статье описывается как самостоятельно изготовить мозговой электростимулятор для ТЭС-терапии.

Немного от ТЭС-терапии:

Метод ТЭС-терапии (транскраниальной электростимуляции защитных механизмов мозга) разработан около 20 лет назад в Институте физиологии им. И.П.Павлова Российской Академии Наук (Санкт-Петербург) группой ученых под руководством доктора медицинских наук, профессора, академика Российских Академии Естественных Наук и Академии медико-технических наук, лауреата Гос. премии СССР В.П.Лебедева с применением принципов доказательной медицины.

В настоящее время метод ТЭС-терапии является общепризнанным методом физиотерапии.

Метод ТЭС-терапии основан на экспериментально обнаруженном явлении селективности транскраниального электрического воздействия на защитную систему мозга человека и животных, зарегистрированном в качестве научного открытия Международной ассоциацией авторов научных открытий и изобретений (№ 237, 2003 г., приоритет 1996 г.).

Коммерческим изготовлением стимуляторов в России занимаются несколько организаций: Центр транскраниальной электростимуляции ( https://www.tes.spb.ru/ ) (аппараты «Трансаир» и «Доктор-ТЭС»), сторонний разработчик, использующий несколько иной метод стимуляции в своём аппарате «Альфария» ( https://www.alpharia.ru/ ). О работе и влиянии данного метода можно подробно ознакомиться на их сайтах.

Предлагаемое устройство является своеобразной копией нескольких коммерческих аппаратов, а именно таких как «Альфария», «Доктор ТЭС» и «Трансаир 05».

В схеме используется широко распространённый микроконтроллер ATmega8-8SU (в планарном корпусе, применение версии в DIP-корпусе НЕ ПРЕДУСМОТРЕНО!)

В качестве дисплея используется 4 семисегментных индикатора с общим катодом (прошивки под общие аноды нет, но автор готов её сделать при необходимости).

Питание схемы осуществляется от АКБ Ni-MH (или Li-ION) с номинальным напряжением 3.6в. В качестве повышающего преобразователя в схеме применён DC-DC преобразователь, управляемый МК. В конструкции предусмотрена зарядка АКБ от USB (5в). Так же имеется спящий режим (режим, когда устройство «выключено»), что удобно с точки зрения экономии заряда АКБ, т.к. есть функция автовыключения. Наличие механического выключателя питания чисто опционально, потребность в нём может возникнуть лишь в случаях, когда предполагается длительное хранение.

Схема не нуждается в настройке и при правильной сборке и намотке трансформатора T1 начинает работать сразу.

ВНИМАНИЕ. На плате в цепи затвора VT8 имеется перемычка между VT8 и DD1, при программировании МК её быть не должно. Она паяется только после того, как МК запрограммирован и проверена работоспособность программы.

Намоточные данные трансформатора указаны на принципиальной схеме. В качестве транзисторов VT1-VT4, VT6, VT7 используются BC817-25, в качестве VT5 BC807. В качестве VT8 можно применить BSS138 или аналогичный N-канальный MOSFET, так же можно применить биполярный NPN транзистор, но для этого нужно исключить R25, а вместо перемычки установить резистор 2.2кОм. Диоды VD1-VD3 КД522 или 1N4148. Диод VD4 любой малогабаритный диод Шоттки с обратным напряжением не менее 50В и прямым током не менее 25мА. В качестве разъёма X1 удобно использовать аудиоразъём mini-JACK 3.5мм.

После монтажа всех компонентов на плату (за исключением перемычки между затвором VT8 и DD1) производится программирование DD1 внутрисхемным программатором. Питать схему при этом лучше от АКБ, либо от самого же ПК (USB). Иначе есть вероятность вывести из строя порты ПК и МК.

Для прошивки автор использовал программатор PonyProg ( https://www.lancos.com/prog.html ). Напомню, что при работе с PonyProg сначала нужно откалибровать программу, затем прочитать (!) фьюзы, загрузить прошивку (HEX), прошить (Write Device), опять открыть вкладку с фьюзами, установить их (как именно см. ниже), записать. Для удачной прошивки МК рекомендуется следовать этой последовательности.

Биты конфигурации МК (Fuses):

BootLock12 = Unprogrammed (1) (галки нет)

BootLock11 = Unprogrammed (1) (галки нет)

BootLock02 = Unprogrammed (1) (галки нет)

BootLock01 = Unprogrammed (1) (галки нет)

Lock2 = Unprogrammed (1) (галки нет)

Lock1 = Unprogrammed (1) (галки нет)

RSTDSBL = Unprogrammed (1) (галки нет)

WDTON = Unprogrammed (1) (галки нет)

SPIEN = Programmed (0) (галка есть)

CKOPT = Unprogrammed (1) (галки нет)

EESAVE = Unprogrammed (1) (галки нет)

BOOTSZ1 = Unprogrammed (1) (галки нет)

BOOTSZ0 = Unprogrammed (1) (галки нет)

BOOTRST = Unprogrammed (1) (галки нет)

BODLEVEL = Unprogrammed (1) (галки нет)

BODEN = Programmed (0) (галка есть)

SUT1 = Unprogrammed (1) (галки нет)

SUT0 = Unprogrammed (1) (галки нет)

CKSEL3 = Unprogrammed (1) (галки нет)

CKSEL2 = Unprogrammed (1) (галки нет)

CKSEL1 = Unprogrammed (1) (галки нет)

CKSEL0 = Unprogrammed (1) (галки нет)

После прошивки отсоедините программатор и подайте питание на схему. На индикаторе должно отобразиться приветствие «-HI-» и далее сообщение «STOP». Это говорит о том, что МК прошился и программа запустилась.

Далее можно установить перемычку между затвором VT8 и DD1 и попробовать включить устройство в режим стимуляции по программе 02 (см. Инструкцию по эксплуатации). Если при запуске процесса стимуляции на дисплее отображается сообщение «Err.1», то это означает, что у вас не правильно работает DC-DC преобразователь, проверьте трансформатор, фазировку обмоток, VT8, VD4, R30, R31, R21, DA1, C6, C11, C13, C14. При нормальной работе на катоде VD4 должно присутствовать напряжение около 25В.

Если сообщение об ошибке не выводится и по дисплею передвигается «чёрточка» то можно переходить к тестированию выхода. Для этого подключите на выход X1 резистор сопротивлением порядка 30-40 кОм и подключите параллельно осциллограф. Увеличивая ток (см. Инструкцию по эксплуатации), проконтролируйте наличие биполярных импульсов. Смысл в том, что бы проконтролировать работы обоих плеч выходного каскада (DA1). Уровни положительного и отрицательного импульса должны быть одинаковыми, а величина не ниже 20В (при установке величины тока примерно в среднее положение).

Читайте также:  Высота шкафов под мойку

В данном стимуляторе используется два вида электродов. Один из них в виде клипсов на уши, а второй в виде одного электрода на лоб и двух электродов, которые крепятся за ушами на поверхности головы на уровне мочек ушей.

Электроды лучше изготавливать из металлов не подверженных коррозии или хотя бы имеющих такое покрытие.

ВНИМАНИЕ! Для каждого из режимов требуется применять свой вид электродов (см. Инструкцию по эксплуатации).

Подробно о том, как пользоваться стимулятором, его режимах, особенностях интерфейса и т.п. читайте в ИНСТРУЦИИ по эксплуатации. Она прилагается к данной статье. Так же в приложении ищите прошивку, чертёж печатной платы, чертёж для изготовления клипсов на уши и рисунок на переднюю панель для трансфертной плёнки.

ВНИМАНИЕ! Автор не несёт никакой ответственности за возможный вред здоровью при неправильной эксплуатации. В конструкции присутствует экспериментальный режим (программа 00) с возможностью регулировки параметров сигнала в широких приделах, что может негативно влиять на здоровье. Использовать данный режим автор не рекомендует, он предназначен для людей, понимающих принцип работы ТЭС.

Конструкция является некоммерческим проектом и своеобразной попыткой получить прибор аналогичный коммерческим, но стоимостью в 10-20 раз дешевле. Данная статья может свободно распространяться / передаваться / копироваться.

И напоследок несколько фотографий авторской конструкции.

В электричестве есть что-то неуловимо притягательное. Может быть, его эфемерная натура в совокупности с катастрофической мощью — сочетание, так напоминающее волшебство — во все времена будит в людях поистине детское любопытство? Интерес, не омрачённый страхом.

Двести лет назад обыватели выстраивались в очередь, чтобы «получить» разряд лейденской банки. Столетием позже с одинаковым удовольствием глазели на опыты Теслы и «безболезненно и гуманно» поджаривающихся на электрическом стуле несчастных. И, конечно, всегда пытались электричеством врачевать, полагая, что «волшебство» в малых дозах скажется непременно благотворно.

Но вот настал век цифровой, век (почти) всеобщей грамотности, и — кто бы мог подумать? — старая болячка проявила себя вновь. Прикладывая электроды к головам, энтузиасты пытаются влиять на процесс мышления, стимулировать усвоение знаний, корректировать настроение. И желающих снова хоть отбавляй…

Хотя эффект воздействия слабых электрических токов на головной мозг человека и других живых существ до конца не изучен (и будет ли когда-то вообще?), он несомненно существует и так же несомненно оказывает влияние на психофизическое состояние подопытного. Идея эта старая и очевидная: поскольку мозг сам генерирует электричество (электроэнцефалографию изобрели почти сто лет назад), то, вероятно, изменив напряжение на разных его участках, можно повлиять и на его работу.

Вскрывать черепную коробку нет необходимости. Достаточно приложить электроды к нужным участкам кожи головы (обычно их смачивают, чтобы контакт был лучше), подключить к внешнему источнику электрического напряжения — и сквозь кожу, кости, мышцы и собственно мозг потечёт электрический ток. На Западе это называют транскраниальной (букв. «чересчерепной») стимуляцией постоянным током (tDCS), в отечественной науке закрепился термин «микрополяризация», предложенный командой Натальи Петровны Бехтеревой.

Как ни назови, сообщения из лабораторий, посвящённые tDCS, мелькают в научной прессе регулярно — и, чтобы далеко не ходить, вот одно из последних. Группа психологов из Университета Вандербильта (США) продемонстрировала, как, пропуская слабый электрический ток через передние доли коры головного мозга, можно влиять на обучаемость. На подопытных цепляли пару электродов, подавали напряжение и изучали, как сила и направление тока, возникающего в участке коры, предположительно отвечающем за реакцию человека на ошибки, меняют скорость решения задачи, предполагающей совершение множества ошибок (установление соответствия между клавишами манипулятора и цветом на экране).

Вывод? Электричество может сделать человека более осторожным, реже ошибающимся, легче адаптирующимся к новым ситуациям. И пусть положительный эффект измеряется лишь единицами процентов, он якобы значительней, чем достигаемый психотерапевтическими методами или фармацевтикой.

Понятно, разные исследователи изучают различные аспекты tDCS, но выводы их в целом схожи: пропуская строго дозированные, ориентированные, позиционированные токи через головной мозг, возможно влиять на психофизическое состояние человека. Стоит ли удивляться, что из научных кругов идея быстро просочилась в массы? Тут ещё здорово подсобили предприниматели новой волны, активно разрабатывающие сейчас ниву «мыслесчитывающих шлемов» – компьютерных манипуляторов, позволяющих управлять виртуальными объектами усилием мысли (суть: уловить изменения мозговых электрических ритмов и преобразовать их в движение компьютерного курсора или даже нажатия клавиш; см., например, продукты компании NeuroSky).

Вот параллельно с ними и сформировалась полукустарная индустрия домашней «электротерапии мозгов». Если даже серьёзные учёные рассматривают транскраниальную электростимуляцию в качестве возможной замены химическим методам, грех не попробовать самому, верно? Да ведь и токи ерундовые, и техника несложна. Вот так этот кошмар и начался.

Перечислять здесь всех, кто подвизался на поприще «домашней tDCS», опять-таки нет смысла. Достаточно рассмотреть кого-нибудь одного; все прочие занимаются тем же самым, плюс-минус поправки в формулировках. Типичный пример — канадская контора Mind Alive, предлагающая несколько приборов для транскраниальной электростимуляции в домашних условиях (CESta, OASIS II). На сайте компании висит честное предупреждение, что её приборы не считаются медицинскими и никакой регулирующий орган официальной медицины не признал за ними способность избавлять человека от каких-либо болячек. Зато они якобы совершенно безопасны.

Читайте также:  Бесконтактная система зажигания иж юпитер 5

Выдавая запрограммированные потоки слабых электрических импульсов на множество точек черепа, они, как обещается, приносят расслабление, поднимают настроение. И стоят всего-то несколько сот баксов. Кстати, эта колонка иллюстрирована рекламными проспектами другой похожей компании, Foc.us, предлагающей tDCS-аппараты для дома ещё дешевле.

Но даже тратиться не обязательно. Домашний аналог той же вандербильтовской установки можно собрать вообще за копейки! Главное — знать электрические параметры и точки размещения электродов, а этими знаниями любители tDCS всегда готовы поделиться. 9-вольтовая батарейка, набор проводов и мягких контактов, простецкая вики-инструкция — и вот вам «улучшенные способности к счёту, быстрое усвоение новых знаний, повышенная креативность, более крепкая память, лучшие результаты в компьютерных играх» и даже «излечение от депрессии, невнимательности, табачной зависимости».

Любители такого рода экспериментов называют себя биохакерами — и тут они в общем точны: они практикуют именно хакерский — бессистемный, с изучением основ по ходу дела — метод исследований. В лучшем случае – на сертифицированном оборудовании, правдами и неправдами добытом на просторах Сети (многие ухитряются приобрести списанные медицинские приборы). В худшем – собирают всё сами.

Так в чём проблема? Токи малые, опыты безопасны. Самые тяжёлые из зафиксированных побочных эффектов ограничены жжением кожи, «вспышками» света да головной болью. Пусть желающие кипятят себе мозги, зарабатывают премию Дарвина! И всё-таки специалисты наблюдают за происходящим с нарастающим беспокойством. Они видят минимум две опасности.

Во-первых, любителями tDCS отсутствие доказательства (возможности негативных последствий) бездумно принимается за доказательство отсутствия (тех самых последствий). Никогда ещё опыты по транскраниальной электростимуляции не проводились с таким размахом: ведь сегодня на свой страх и риск ими занимаются десятки, может быть, сотни тысяч! И с этим связана проблема номер два: в домашних условиях контролировать параметры tDCS так же точно, как в лабораториях, естественно, невозможно. Как это влияет на риск, понятно без объяснений.

Конечно, вряд ли у «транскраниальных кустарей» будут зелёные дети. Но специалисты предлагают смотреть на ситуацию под другим углом: цена последствий (если они однажды проявятся) здесь точно выше цены (копеечной) аппаратуры. А это как минимум означает, что последствия будут массовыми, коснутся огромного числа людей. То, что минздравы до любителей tDCS и производителей сомнительной аппаратуры ещё не добрались, означает только, что они пока идут «ниже радаров».

Но популярность транскраниальной электростимуляции растёт. Не сегодня завтра на неё обратят внимание «народные целители», все эти малышевы и малаховы. И когда ваши родители, ваши бабушки с дедушками натянут на головы электродные сетки, вы будете знать, что час пробил.

Электронный антидепрессант, устройство для осознанных сновидений и другие гаджеты, которые совсем недавно казались научной фантастикой.

Бесконечный поток СМС-сообщений, переполненный ящик электронной почты, уведомления, которые то и дело освещают экран смартфона. Эра высоких технологий подарила нам не только высокоскоростной интернет и социальные сети, но и хроническую усталость, которая сопровождается депрессией и бессонницей.

В то же время именно новые технологии могут расширить возможности нашего мозга: развить внимание и память, избавить от тревожности, улучшить реакцию и даже научить читать мысли и управлять собственными снами.

По данным компании SharpBrains, уже более 70 миллионов человек по всему миру используют в качестве «электрического допинга» портативные девайсы и приложения для смартфонов. В Европе и Америке применение нейротехнологий для стимуляции работы мозга давно стало обычным делом. Их используют домохозяйки, бизнесмены, менеджеры, спортсмены, чиновники и голливудские звёзды.

Учёные уверены, что это далеко не предел. Совсем скоро использование нейрогаджетов станет таким же обычным делом, как и приём витаминов.

Так какое же устройство поможет избавиться от депрессии, а какое — научит читать мысли?

1. Нейрообруч MUSE

Оказывается, контролировать свои эмоции гораздо проще, чем вы думаете. Безуспешные попытки мысленно сосчитать до десяти и успокоительные таблетки уже в прошлом.

Изобретение канадских учёных — нейрообруч MUSE — позволяет управлять своим настроением. Он представляет собой гладкую пластиковую ленту, которая надевается на голову и управляется вашим смартфоном через Bluetooth.

Прибор считывает мозговую активность при помощи электроэнцефалографии и переводит сигналы мозга в звуки музыки или шум ветра.

Например, если вы спокойны и сконцентрированны, ветерок будет напоминать морской бриз. Если вы будете отвлекаться, то ветер превратится в настоящий ураган. Далее прибор предлагает вам выполнить несложные упражнения и пройти тесты, чтобы в дальнейшем контролировать свои эмоции и создавать себе нужное настроение.

Интересно, что для повышения эффективности метода создатели прибора исследовали процесс медитации буддийских монахов, чтобы узнать, как они управляют эмоциями. Кроме того, разработчики MUSE провели предварительные исследования прибора более чем на шести тысячах волонтёров в возрасте от 18 до 88 лет Characterizing population EEG dynamics throughout adulthood . Прибор привлёк внимание и голливудского актёра Эштона Катчера, и трёхкратного чемпиона мира по фигурному катанию Элвиса Стойко.

2. Устройство для осознанных сновидений LucidCatcher

Отправиться в отпуск на Гавайские острова, побывать на Марсе, съесть самый большой шоколадный торт в мире — всё это возможно, но только… во сне. Устройство Luc > Induction of self awareness in dreams through frontal low current stimulation of gamma activity , что этот метод с первого раза может вызвать осознанное сновидение у человека, который раньше ничего подобного не испытывал.

Осознанный сон — состояние сознания, в котором человек не только понимает, что спит, но и может управлять своими действиями и даже сам придумывать сюжет сновидения.

Некоторые счастливчики способны видеть такие сны и без гаджетов. Это явление редкое, но научно доказанное. Кроме того, существуют сложные методики длительных тренировок, которые требуют просыпаться среди ночи и записывать свои сны.

Читайте также:  Питание подсветки led матрицы

Чтобы видеть осознанные сновидения при помощи LucidCatcher, тоже нужны тренировки, но они гораздо проще, и результат приходит гораздо быстрее — за несколько дней.

LucidCatcher представляет собой повязку на голову, которая снабжена электродами и подключается к смартфону по Wi-Fi. Вы надеваете гаджет, когда ложитесь спать, а он фиксирует фазу быстрого сна и воздействует на мозг слабыми импульсами, переводя вас в состояние осознанного сна. Именно в этот момент, по словам создателей LucidCatcher, происходят настоящие чудеса. Вы лишь прокладываете маршрут и загадываете желание — девайс делает всё остальное.

Кстати, прибор не только даёт новые впечатления, но и улучшает качество сна. Вы сможете и выспаться, и слетать на Луну.

3. Нейростимулятор Brainstorm

Улучшить память и реакцию, научиться концентрироваться в нужный момент, ускорить процесс обучения поможет гаджет Brainstorm, предназначенный для тренировки различных участков мозга.

Устройство работает так: к определённым зонам на голове человека прикрепляются электроды, через которые проходят слабые микротоки. Такая технология называется методом транскраниальной электростимуляции (tDCS). Ток ускоряет прохождение импульсов между нейронами, в результате чего усиливаются контакты между нервными клетками.

Разработке гаджета предшествовали многие годы научных исследований tDCS по всему миру, число которых уже превышает три тысячи.

Мы обнаружили, что люди, которые получали полную дозу tDCS, обучались в два раза лучше, чем люди, которые получали маленькую дозу tDCS или не получали её вовсе.

Винсент Кларк, профессор Университета Калифорнии

Электростимуляция мозга используется американскими лётчиками и пехотинцами для ускорения подготовки перед отправкой в горячие точки TDCS Gu > . В 2016 году об использовании tDCS во время тренировок заявили спортсмены американской олимпийской сборной. Интересно, что tDCS несколько десятилетий используется и в медицинских клиниках Европы и Америки для лечения депрессии и боли Ev > .

Гаджет Brainstorm предназначен для регулярного применения во время обучения, интеллектуальной работы или тренировок. В зависимости от того, какую цель вы преследуете (выучить иностранный язык, развить внимание или улучшить память), вы выбираете участок мозга, ответственный за тот или иной скилл, и проводите его стимуляцию. Двадцати минут tDCS в день в течение недели достаточно, чтобы улучшения сохранялись несколько месяцев.

4. Нейрошлем Emotiv EPOC

Всегда мечтали научиться читать мысли? В этом может помочь изобретение американских учёных — нейрошлем Emotiv EPOC. Гаджет считывает мозговые сигналы в 14 разных точках и передаёт их на смартфон или компьютер по Wi-Fi. Прибор способен определять настроение, выражение лица, умственную активность, а также управлять объектами с помощью мыслей. Используя такое устройство, можно играть в компьютерные игры, руководя героями силой мысли и движениями головы, или, например, включать и выключать свет, лишь подумав об этом.

Любопытно, что создатели прибора вдохновлялись фильмом «Звёздные войны». «Возможность управлять объектами только силой мысли — настоящее волшебство», — говорит вице-президент Emotiv Ким Ду. Кстати, компания Disney уже использовала девайс для точного определения эмоций людей, которые заняты просмотром рекламы или кинофильма в режиме реального времени. Кроме того, Emotiv сотрудничала и с журналом National Geographic, чтобы проследить, как природа влияет на деятельность мозга.

На этом Emotiv не останавливается. Компания собирается использовать свой прибор в виртуальных сферах для проведения тренировок, симуляций и дизайна.

Люди всё чаще и чаще начинают использовать достижения науки в повседневной жизни. Некоторое время назад это было невозможно, а сейчас мы можем жить умнее благодаря новым технологиям.

Вице-президент Emotiv Ким Ду

5. Электронный антидепрессант Thync

Избавиться от бессонницы и подавить тревожные чувства способен гаджет Thync, разработанный американскими учёными. Прибор устроен по принципу «два в одном»: он может либо избавить владельца от стресса, либо, наоборот, зарядить его энергией.

Разработчики гаджета считают, что их прибор может стать отличной альтернативой антидепрессантам и транквилизаторам. «Наша цель — улучшить психическое и эмоциональное состояние людей во всём мире», — говорит один из создателей устройства Саймон Пол.

Прибор тестировался пять лет, было проведено более пяти тысяч предметных испытаний на добровольцах Scientific Research and Usage . В качестве волонтёров выступали в том числе и журналисты из CNN, Mashable и Digital Trends. По последним данным, четверо из пяти пользователей девайса отмечают уменьшение чувства тревоги и улучшение сна.

Thync представляет собой аксессуар треугольной формы, который крепится на голову в область виска и посылает в мозг микроэлектрические импульсы, что, в свою очередь, успокаивает пользователя или даёт ему заряд бодрости. Разработчики гаджета утверждают, что для достижения желаемого эффекта достаточно всего пяти минут. Устройство соединяется со смартфоном через Bluetooth, и человек сам выбирает режим использования устройства через специальное приложение.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector