Ученые выявили мозговые волны, определяющие границы человеческого «я»

Фото из открытых источников

В какой момент заканчивается «ты» и начинается внешний мир? Возможно, покажется, что это странный вопрос с очевидным ответом, но мозгу приходится на удивление усердно работать, чтобы определить эту границу. Теперь ученые связали определенный набор мозговых волн в определенной части мозга с чувством принадлежности тела. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.

В серии новых экспериментов исследователи из Швеции и Франции подвергли 106 участников так называемой иллюзии резиновой руки, отслеживая и стимулируя активность их мозга, чтобы увидеть, какой эффект это оказывает.

Этот классический фокус заключается в том, что одна из рук участника скрывается от его глаз, а вместо неё надевается резиновая. Когда одновременно многократно прикасаются и к настоящей, и к искусственной руке, это может вызвать жуткое ощущение, что резиновая рука является частью тела человека.

В ходе исследований, в одном из которых проводилось измерение активности мозга с помощью ЭЭГ (электроэнцефалографии), было установлено, что ощущение принадлежности тела, по-видимому, возникает из-за частоты альфа-волн в теменной коре — области мозга, отвечающей за картирование тела , обработку сенсорной информации и формирование самосознания.

«Мы выявили фундаментальный мозговой процесс, который формирует наше непрерывное ощущение телесности», — говорит ведущий автор исследования Мариано Д'Анджело из Каролинского института в Швеции. «Полученные результаты могут дать новое понимание таких психических расстройств, как шизофрения, при которой нарушается чувство собственного "я"».

В первой серии экспериментов участники должны были с помощью роботизированной руки постукивать по указательному пальцу своей настоящей и искусственной руки либо одновременно, либо с задержкой до 500 миллисекунд между каждым постукиванием.

Как и ожидалось, участники сообщили, что ощущали искусственную руку как часть своего тела сильнее, если нажатия были синхронизированы, и это ощущение постепенно ослабевало по мере увеличения разрыва между тем, что они чувствовали, и тем, что видели.

ЭЭГ-показатели из второго эксперимента добавили новые детали к этой истории. Частота альфа-волн в теменной коре, по-видимому, коррелировала с тем, насколько хорошо участники могли распознавать временную задержку между нажатиями.

У тех, у кого были более быстрые альфа-волны, наблюдалось исключение поддельных рук даже при небольшом промежутке между постукиваниями, в то время как у тех, у кого были более медленные волны, вероятность того, что поддельная рука будет казаться им своей собственной, была выше, даже если постукивания были более редкими.

Наконец, исследователи изучили, действительно ли частота этих мозговых волн контролирует ощущение принадлежности тела, или же оба явления являются следствием какого-то другого фактора.

В третьей группе участников использовали неинвазивную методику, называемую транскраниальной стимуляцией переменным током, чтобы ускорить или замедлить частоту альфа-волн человека. И, как и ожидалось, это, похоже, коррелировало с тем, насколько реалистичными казались искусственные руки.

Ускорение альфа-волн у человека усиливало ощущение принадлежности собственного тела, делая его более чувствительным к незначительным временным расхождениям. Замедление волн оказывало противоположный эффект, затрудняя различение собственного тела от окружающего мира.

«Наши результаты помогают объяснить, как мозг решает задачу интеграции сигналов от тела для создания целостного представления о себе», — говорит Хенрик Эрссон из Каролинского института.

Исследователи утверждают, что полученные результаты могут привести к новому пониманию или разработке методов лечения состояний, при которых нарушается «карта тела» головного мозга, таких как шизофрения или ощущение «фантомных конечностей», испытываемое людьми с ампутированными конечностями.

Это также может помочь в создании более реалистичных протезов конечностей или даже инструментов виртуальной реальности.