Ström i skallen ger nya tankar

Allan Snyder har som alltid på sig en mössa, för dagen en svart baseballkeps med skärmen på sniskan.

– Det är min tänkarmössa, säger han.

Ett skämt förstås. Alla vet ju att det bara är Kalle Ankas kompis Uppfinnar-Jocke som kan frigöra sina kreativa superkrafter genom att sätta på sig en speciell tänkarmössa. Men gränsen mellan forskning och Disney-fantasier är på väg att luckras upp.

Allan Snyder, professor i neurovetenskap vid University of Sydney i Australien, har visat att elektrisk ström från ett 9-voltsbatteri kan hjälpa hjärnan att lösa problem.

– Det handlar om att bli kvitt det som står i vägen för kreativiteten, säger han när vi träffas under en internationell konferens om medvetandet på Stockholms universitet.

Tillsammans med kollegan Richard Chi publicerade han tidigare i år en vetenskaplig rapport om sin elektriska tänkarmössa i den vetenskapliga tidskriften Plos One. Anordningen består av två elektroder gjorda av ett tvättsvampsliknande material fuktat med saltvatten. Ett grått gummiband håller fast elektroderna på vardera sidan av huvudet medan experimentet pågår.

Allan Snyder pratar gärna om att frigöra människors inre geni. Han har fått stor uppmärksamhet i internationella medier och pryder sin hemsida med bilder av sig själv i sällskap med kändisar som Nelson Mandela och Google-grundarna Larry Page och Sergey Brin. Idéerna är vidlyftiga, men också förankrade i noggranna experiment.

Han har testat tänkarmössan på sextio studenter. De fick pyssla med tändstickor, från början utan att få någon ström genom skallen. Uppgiften var att rätta matematiska ekvationer uttryckta i form av romerska siffror samt likhetstecken, plus och minus – allt skrivet med tändstickor. De fick bara flytta en sticka i varje ekvation. Efter en stund hade försöksdeltagarna vant sig vid att lösningen på alla problem var att ändra siffrorna, till exempel så att ett X blev ett V (se exempel på sidan 31).

Då tog forskarna tändstickspysslet till nästa nivå. Lösningen var inte längre att ändra de romerska siffrorna. Nu var försökspersonerna tvungna att ändra additions-, subtraktions- eller likhetstecknet för att få ekvationerna att gå ihop.

Utan ström i mössan klarade bara 20 procent av dem att lösa uppgifterna på den tillgängliga tiden. Med strömmen påslagen var andelen tre gånger större.

– Det är en enorm förbättring, den största jag känner till när det gäller att höja tankeförmågan med elektrisk stimulering, säger Allan Snyder.

I teorin kan effekten förstås bero på förväntningar. Det pirrar till i huden precis när strömmen slås på, vilket kan utlösa en placeboeffekt. Men effekten uteblev både när strömmen omärkligt skruvades ner efter en halv minut, och när strömmen var på men flöt i motsatt riktning. Så på något sätt verkar tankemössan påverka tankarna.

Samtidigt försöker flera andra forskargrupper runt om i världen att vässa olika mentala förmågor med samma teknik, så kallad transkraniell likströmsstimulering, ofta förkortat TDCS efter engelskans transcranial direct current stimulation. Metoden är enkel och billig jämfört med etablerade tekniker som att operera in elektroder i huvudet, eller att påverka hjärnan med kraftiga elektromagneter.

Enkelheten innebär att även entusiastiska amatörer kan göra experiment på sig själva. En person som uppger sig ha provat metoden berättar i ett diskussionsforum på nätet om blixtar i synfältet. ”Jag kommer förmodligen inte att göra det här igen”, skriver han.

Hobbymixtrandet har vissa likheter med dopning, som är förbjudet inom idrotten eftersom det bryter mot idealet om fair play. Kathinka Evers, filosof och neuroetiker vid Uppsala universitet, säger att hon med dagens kunskaper inte skulle koppla ström till sin egen hjärna på grund av risken för biverkningar. Men hon vill inte döma ut tekniken med de argument som brukar användas mot dopning.

– Sport är en lek. Inom forskningen ska man hitta lösningar på viktiga problem, till exempel effektivare mediciner mot cancer. Det är det viktiga, inte att alla har samma förutsättningar, säger hon.

Allan Snyder håller med. Han har stora förhoppningar om att TDCS ska hjälpa människor att trimma sin hjärna när det behövs. Tekniken bygger på en lång tradition av forskning om elektricitetens effekter på nervsystemet, full av bakslag och mer eller mindre skruvade experiment.

Redan i slutet av 1700-talet visade den italienske biologen Luigi Galvani att elektricitet kan få avskurna grodlår att sparka till. En vanlig tolkning var att strömmen på något sätt hängde samman med ”livskraften”, en naturkraft som ansågs vara nödvändig för allt liv. Den brittiska författaren Mary Shelley läste om upptäckten och fick inspiration till boken om doktor Frankenstein, som väcker liv i sitt monster av ihopsydda likdelar med hjälp av elektricitet från en blixt.

Luigi Galvanis brorson Jean Aldini testade ström på avrättade mördare och upptäckte att de reagerade ungefär som grodor. Senare påstod han sig kunna bota melankoli – tidens benämning på depression – med hjälp av likström i hjärnan.

På 1940-talet började kraftiga elstötar användas på mentalpatienter. Så kallad elektrokonvulsiv terapi förekommer fortfarande som behandling mot mycket svåra depressioner.

Parallellt har forskare jobbat med betydligt svagare ström. På 1960-talet rapporterade den brittiske psykiatern Joe Redfearn att likström via elektroder utanpå huvudet kunde göra försökspersoner fnissiga när strömmen gick i den ena riktningen, och tillbakadragna när den gick i den andra. Han påstod också att hälften av en grupp patienter med depression som han behandlade blev bättre.

Tyvärr lyckades ingen annan upprepa hans resultat, så tekniken föll i glömska. En möjlig orsak kan ha varit att Redfearn använde för svag ström, enligt en artikel om TDCS som nyligen publicerades i tidskriften Nature.

På 1990-talet gjorde metoden comeback. En grupp italienska hjärnforskare bedövade tillfälligt delar av hjärnbarken hos frivilliga försökspersoner med en stark elektromagnet för att se hur det påverkar kroppens rörelser. De kompletterade magnetchockerna med elektroder som sände en svag likström genom hjärnan. Plötsligt fick magneten kraftigare effekt.

Resultaten väckte förvåning. Många forskare vägrade tro att en svag likström från elektroder utanpå huvudet verkligen kan tränga genom skallbenet och orsaka mätbara förändringar inne i hjärnbarken. Men flera andra forskargrupper har gjort liknande försök.

– I dag finns det klara belägg för att strömmen har en effekt, säger Eric Wassermann, neurolog och chef för avdelningen för hjärnstimulering vid National institute of neurological disorders and stroke i Bethesda, USA.

Hans forskargrupp rapporterade år 2005 att en svag likström genom pannloberna gör friska försökspersoner snabbare på att skriva listor med ord för verktyg, djur och andra kategorier. Men när människor med demens fick samma behandling hände ingenting alls.

Eric Wassermann varnar för en övertro på tekniken. Under de senaste åren har det publicerats massor av rapporter om hur olika versioner av TDCS stärker motorisk inlärning, huvudräkning, arbetsminne och andra förmågor. Många av studierna är små och resultaten preliminära.

En av de största studierna hittills är finansierad av det amerikanska försvaret. Eric Wassermann och hans medarbetare lät närmare hundra studenter utrustade med elektroder på huvudet spela datorspelet Darwars Ambush!, som ett militärt forskningsinstitut i USA har utvecklat för att träna soldater på väg till Irak.

Spelaren ska leta efter krypskyttar och hemgjorda bomber i ett dammigt landskap av ruckliga hus och utbrända bilar. Utan att gå in på frågan om spelet verkligen var en bra förberedelse inför situationen i Irak kunde forskarna konstatera att strömmen påverkar spelarna. De som fick 2 milliampere genom huvudet lärde sig spelet dubbelt så snabbt som de som bara fick 0,1 milliampere.

– Och det verkar som att effekten består, säger Eric Wassermann.

Han berättar att likströmmen skapar ett elektriskt spänningsfält i hjärnvävnaden och därmed förändrar nervcellernas retbarhet. Nervceller i hjärnbarken nära den elektriska pluspolen blir något mer benägna att sända ut elektriska signaler, medan motsatsen gäller cellerna nära minuspolen.

Deltagarna i experimentet med datorspelet Darwars Ambush! fick en pluspol på huvudet vid nedre delen av framloben och hjässloben på höger sida, områden som tidigare visat sig extra aktiva hos personer som håller på att lära sig spelet. Forskarna tror att pluspolen påverkar hjärnvävnaden så att den lättare bildar nya kopplingar, och att denna formbarhet gynnar inlärningen.

Självklart kan detta låta lockande för studenter och andra som måste lära sig saker snabbt. Eric Wassermann påpekar att tekniken fortfarande är under utveckling, och att det kanske finns biverkningar som ingen har upptäckt ännu. Men han är inte helt negativ.

– Om en metod är ofarlig och tillgänglig för alla så tycker jag att den bör kunna användas, säger han.

I rapporten om de elektrifierade datorspelarna skriver han att metoden kan vara användbar för att minska tiden att uppnå expertis inom flera olika områden.

Allan Snyder har andra tankar om sin tänkarmössa. Han menar att expertis i vissa sammanhang står i vägen för kreativa framsteg, och citerar nationalekonomen John Maynard Keynes: ”Svårigheten ligger inte i de nya idéerna, utan i att bli av med de gamla.”

– Det beror på att de gamla idéerna ofta fungerar bra, säger Allan Snyder.

Han visar en synvilla, ett vitt ark fullt av svarta prickar som döljer ett djur. Efter en stunds tittande kan många urskilja en dalmatiner som nosar på marken. För att göra det måste man ha en inre föreställning om vad en dalmatiner är, alltså vara något av en expert på hundar. Det var inte en student från Zimbabwe som Allan Snyder visade bilden för. Han såg i stället en hyena.

– Poängen är att vi ser det vi känner till, inte världen som den är, säger Allan Snyder.

Och han menar alltså att elektrisk ström kan bryta sådana tankebojor.

Syftet med hans tänkarmössa är att påverka arbetsfördelningen mellan hjärnhalvorna en stund. Tidigare forskning har gett den vänstra hjärnhalvan rollen som förvaltare av beprövade uppfattningar. Den högra anses vara mer inriktad på att upptäcka det som är nytt.

Därför bestämde sig Allan Snyder för att se om elektroder utanpå huvudet kan aktivera den högra hjärnhalvan, och samtidigt hämma den vänstra. Han kan inte belägga att det verkligen är vad tänkarmössan gör. Däremot står det klart att den gör något, och att detta hjälper folk att lösa tändsticksekvationer. Sedan återstår att se vad resultaten betyder mer generellt. Förmågan att lösa problem handlar ju inte bara om tändstickor. Men Allan Snyder är hoppfull om tänkarmössan.

– När jag kommer hem till Australien ska jag sätta på den och försöka tänka ut nästa riktigt banbrytande sätt att använda tekniken, säger han och ler.