Что происходит в нашем мозге при просмотре фильма — ученые получили детальную карту

Нейробиологи создали самую детализированную на сегодняшний день функциональную карту мозга, сканируя головной мозг испытуемых, пока они смотрели фильмы («Начало», «Социальная сеть» и «Один дома»). Исследование, проведенное с помощью фМРТ, опубликовано в журнале Neuron, передает ScienceDaily. Команда ученых определила сети мозга, вовлеченные в обработку сцен с людьми, неодушевленными объектами, активным действием и диалогами, а также выяснила, как различные сети выходят на первый план, которые легко или сложно воспринимать.

«Наша работа — первая попытка получить карту различных областей и сетей мозга в естественных условиях», — говорит первый автор, нейробиолог Реза Раджемехр из Массачусетского технологического института.

Разные области мозга тесно связаны между собой, и эти связи формируют функциональные сети, от которых зависит, как мы воспринимаем стимулы и ведем себя. Большинство исследований функциональных сетей мозга основывались на сканировании в состоянии покоя, однако многие части мозга не полностью активны в отсутствии внешней стимуляции. В новом исследовании ученые хотели выяснить, может ли просмотр фильмов во время сканирования дать представление о том, как функциональные сети мозга реагируют на сложные аудио- и визуальные стимулы.

В исследовании участвовали 176 молодых людей, которые смотрели 60 минут коротких фрагментов из фильмов. Исследователи усреднили активность мозга всех участников и использовали методы машинного обучения для идентификации сетей мозга, в особенности в коре. Затем они изучили, как активность в этих сетях соотносится с содержанием сцены за сценой фильма, включая людей, животных, объекты, музыку, речь и сюжет.

Анализ выявил 24 разные сети мозга, связанные с конкретными аспектами сенсорной или когнитивной обработки. Исследование также показало обратную зависимость между «областями исполнительного контроля» — участками мозга, которые позволяют планировать, решать проблемы и расставлять приоритеты — и областями мозга со специфическими функциями. Когда содержание фильма было трудным для восприятия или неоднозначным, наблюдалась повышенная активность в областях исполнительного контроля, а в более легко воспринимаемых сценах доминировали области мозга с конкретными функциями, например, языковой обработки.

«Области исполнительного контроля обычно активны в сложных задачах, когда когнитивная нагрузка велика», — говорит Раджемехр.

К примеру, кластер восприятия действия преимущественно располагаеся в латеральной теменной и премоторной коре, в регионах, которые классически рассматриваются как система зеркальных нейронов (сеть зеркальных нейронов) у людей. Эта сеть, которая первоначально была обнаружена в похожих областях мозга у обезьян, активируется во время наблюдения за действием. Считается, что такая активация способствует пониманию и имитации действия.  А во время наблюдения за двигательными актами, выполняемыми рукой, активировалась передняя внутритеменная борозда, причем при взаимодействии с объектами — больше в левом полушарии, с людьми — в правом.

В статье анализ основывался на средней активности мозга, но будущие исследования рассмотрят, как функции сетей мозга различаются у разных людей, к примеру, разных возрастов, или у тех, кто страдает психическим расстройствами.