NatCom: Альфа-ритмы мозга позволяют отличать свое тело от окружающего мира

Фото из открытых источников

Группой специалистов Каролинского института проведено исследование ритмической активности мозга, так называемой альфа-осцилляции. Они выяснили, как она помогает человеку отличать собственное тело от окружающей среды. Работу опубликовали в журнале NatCom.

Восприятие руки или ноги как часть собственного тела кажется очевидным. Но на деле это является результатом сложной работы мозга, постоянно сопоставляющего зрительные, тактильные и иные сенсорные сигналы. Чтобы понять механизмы формирования этого ощущения, исследователями была проведена серия поведенческих экспериментов, электроэнцефалография, неинвазивная стимуляция мозга и компьютерное моделирование с участием 106 добровольцев.

Ключевая роль в процессе, как оказалось, имеет частота альфа-ритмов в теменной коре мозга, что отвечает за обработку сигналов от тела. Был выявлен фундаментальный нейронный механизм, формирующий непрерывное ощущение человеком воплощенности в собственном теле, пояснили авторы исследования. Полученные результаты важны для более чёткого понимания психиатрических состояний, в частности, шизофрении, где нарушается чувство собственного «я».

В эксперименте использовали классическую иллюзию резиновой руки. Когда были синхронизированы касания к скрытой настоящей руке участника и к видимой резиновой, у многих возникало ощущение, что искусственная рука является частью их тела. Но когда между зрительным и тактильным сигналами появлялась задержка, данное чувство ослабевало.

Эксперимент показал, что у людей с повышенной частотой альфа-ритма мозг чувствительнее к подобным временным несоответствиям. Они отмечают даже малые задержки между зрительным и ощущаемым прикосновением, а это даёт более чёткое чувство телесной принадлежности. У обладателей медленных альфа-ритмов временное «окно связывания» становится шире: мозг воспринимает несинхронные сигналы как совпадающие по времени, и граница между телом и внешним миром теряет четкость.

Экспериментаторы изменяли частоту альфа-ритма при помощи слабой электрической стимуляции мозга. Что напрямую влияло на чёткость восприятия телесной принадлежности и различения одновременности зрительных и тактильных стимулов.

Эти знания будут востребованы при создании усовершенствованных протезов и более реалистичных виртуальных сред, где ощущение своего тела играет важнейшую роль.