Ludzkość od dawna eksperymentuje z różnymi sposobami tymczasowej zmiany funkcjonowania mózgu, aby zyskać możliwości niedostępne w naturze. Z reguły metody te sprowadzają się do stosowania substancji naturalnych lub syntetycznych, które jednak natychmiast oddziałują na cały mózg. Naukowcy mają do dyspozycji narzędzie, które pozwala im selektywnie i lokalnie oddziaływać na poszczególne obszary, wzmacniając tę ​​czy inną funkcję. Narzędziem tym jest pole elektryczne lub magnetyczne, a jego użycie czasami prowadzi do niesamowitych rezultatów. Kwietniowy numer czasopisma Nature (2011) opisuje eksperymenty Vincenta Clarka, neurologa z Uniwersytetu w Nowym Meksyku (USA). Clark odkrył, że przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (TDCS) usprawnia proces uczenia się. Zgodnie z warunkami eksperymentu grupa ochotników miała zagrać w grę komputerową DARWARS Ambush!, przeznaczoną do szkolenia personelu wojskowego wysyłanego do Iraku. Jej istotą jest rozwijanie umiejętności dostrzegania obiektów ukrytych na tle złożonego krajobrazu. Za pomocą elektrod umieszczonych na głowie badani podczas zabawy otrzymywali 30-minutową stymulację elektryczną prawej strony mózgu. Uczestnicy, którym podano prąd o natężeniu 2 miliamperów, wykazali się dwukrotnie większym sukcesem niż ci, którzy byli stymulowani prądem o natężeniu zaledwie 0,1 mA. „Uczyli się szybciej, ale nie mieli żadnych założeń ani przeczuć, dlaczego tak się dzieje” – mówi Clark. Naukowiec postrzega TDCS jako sposób na praktyczne oddzielenie mechanizmów uczenia się i świadomości. Powiedział, że ten obszar badań „wkrótce doświadczy gwałtownego rozwoju i dostarczy nam wielu nowych informacji, ale jednocześnie postawi nowe pytania”. W pierwszej dekadzie XXI wieku zaczęło się pojawiać zrozumienie, co spowodowało zaobserwowany efekt TDCS. Prąd stały wytwarza pole elektryczne w tkance mózgowej, które zmienia różnicę potencjałów pomiędzy stronami błon komórkowych. Tzw. stymulacja „anodalna”, podczas której prąd kierowany jest na elektrodę, prowadzi do depolaryzacji neuronów, w wyniku czego zwiększa się ich gotowość do reagowania impulsem na przychodzący sygnał z innych komórek. Odpowiednio stymulacja „katodowa”, podczas której prąd płynie z elektrody, powoduje efekt odwrotny, zwiększając różnicę potencjałów pomiędzy zewnętrzną i wewnętrzną stroną membran, a tym samym zmniejszając pobudliwość neuronów. Niedawno neurobiolodzy z Kalifornijskiego Instytutu Technologii wykazali eksperymentalnie, że zewnątrzkomórkowe pola elektryczne faktycznie zmieniają charakterystykę potencjałów czynnościowych komórek nerwowych. Jak wynika z badań farmakologicznych, pod wpływem prądu elektrycznego wzrasta produkcja receptora NMDA w obszarze styków synaptycznych. Zwiększa to plastyczność tkanki nerwowej, tymczasowo nadając jej stan, w którym neurony mają tendencję do przebudowywania swoich połączeń w odpowiedzi na bodziec zewnętrzny, taki jak uczenie się nowego zachowania. Na przykład w 2009 roku Leonardo Cohen z Narodowego Instytutu Zaburzeń Neurologicznych (Maryland, USA) wykazał, że TDCS poprawił zdolność badanych do uczenia się prostych ćwiczeń koordynacyjnych, a poprawa ta utrzymywała się trzy miesiące po eksperymencie. Oprócz przyspieszania procesów uczenia się, stymulacja mózgu wpływa na szereg innych właściwości psychicznych. W szczególności technika ta jest poważnie uważana za obiecujący środek w leczeniu depresji, stresu pourazowego, opóźnionej mowy i rozwoju umysłowego oraz innych zaburzeń nerwowych. W 2007 roku Felipe Franey z Centrum Nieinwazyjnej Stymulacji Mózgu (Boston, USA) i Paolo Boggio z Uniwersytetu Mackenzie (Sao Paulo, Brazylia) odkryli ciekawy efekt TDCS. Okazało się, że wpływ prądu stałego na dany obszar zlokalizowana nad świątynią, tak zwana grzbietowo-boczna strefa przedczołowa, prowadzi do tego, że człowiek staje się!