Как мозг формирует ощущение принадлежности тела
Восприятие собственного тела — это не простая задача для нашего мозга. Каждый раз, когда мы видим и физически ощущаем прикосновение, мозг должен соединить эти два сигнала, поступающих с разной скоростью по различным каналам. Интересно, что существует своего рода «допустимый временной интервал», в течение которого мозг считает зрительный и тактильный опыт единым событием. Если информация о касании от кожи и глаз совпадает, мы ощущаем, что это наше собственное тело.
Дискретность восприятия: роль альфа-ритмов мозга
Недавние исследования показали, что обработка внешних событий нашим мозгом может происходить не «непрерывно», а своеобразными «кадрами», частота которых регулируется альфа-волнами. До недавнего времени было неясно, насколько эта периодичность влияет на наше фундаментальное ощущение себя — на то, где проходит граница между телом и окружающим миром.
Эксперимент с иллюзией резиновой руки и транскраниальная стимуляция
Чтобы изучить механизмы самоощущения тела, ученые использовали знаменитую иллюзию резиновой руки, но модернизировали ее: реальная рука добровольца была закрыта, а резиновая лежала на виду. Автоматические манипуляторы синхронно постукивали по собственной руке участника и по искусственной руке, при этом изменяя временную задержку между ударами с высокой точностью. Главная задача — определить момент, когда ощущение «принадлежности» к резиновой руке исчезает из-за потери синхронности.
Затем исследователи сделали следующий инновационный шаг: с помощью транскраниальной стимуляции переменным током (tACS) они искусственно меняли частоту альфа-волн у добровольцев. В одной группе ритм корректировали в сторону замедления (до 8 герц), в другой — ускоряли до 13 герц. Это позволило напрямую влиять на ширину «перцептуального окна» — промежутка времени, в течение которого мозг объединяет сенсорные сигналы в единый опыт.
Как изменение альфа-ритмов влияет на восприятие тела
Результаты оказались впечатляющими и очень перспективными для медицины и технологий. При ускорении альфа-ритма до 13 герц обработка внешних сигналов происходила быстрее, ощущение принадлежности к резиновой руке исчезало даже при малейшей задержке между визуальным и тактильным сигналом. Мозг становился крайне внимателен к несинхронности, и человек моментально чувствовал подлог.
Когда же ритм замедляли до 8 герц, временное окно восприятия расширялось. В одном таком «кадре» могли совместиться рассогласованные во времени сигналы, из-за чего участники начинали принимать искусственную руку за свою даже при ощутимой рассинхронизации. Оказалось, что чувство телесной принадлежности очень динамично и тесно связано с частотой мозговых волн.
Позитивные перспективы для лечения и технологий
Эти открытия дают новый взгляд не только на фундаментальные процессы сознания, но и на возможности коррекции нарушенного восприятия тела. Например, при шизофрении часто отмечается снижение альфа-активности, что теперь можно связать с возникновением галлюцинаций и нарушением границ собственного тела. Понимание этих нейрофизиологических процессов помогает разрабатывать инновационные подходы к восстановлению чувства принадлежности у людей, использующих протезы, а также сделать взаимодействие с виртуальной реальностью еще более реалистичным. С помощью tACS можно научить мозг быстрее «принимать» новые части тела — будь то бионический протез, аватар в виртуальной среде или любая другая технология дополненной реальности.
В целом, контроль над частотой альфа-волн открывает перед медициной и технологией потрясающие горизонты. В будущем такие протоколы могут стать основой для реабилитации после ампутаций, расширения способностей человека и ухода за пациентами с психоневрологическими нарушениями. Новые методы обучения мозга, формирующего необычные образы себя, внушают оптимизм и вдохновляют на создание уникальных, по-настоящему индивидуальных устройств для каждого человека.
Источник: naked-science.ru
