Нейробиологи обнаружили в мозге механизм, различающий реальное и воображаемое

Исследователи из Университетского колледжа Лондона выявили области мозга, которые помогают человеку решать, воспринят ли образ из внешнего мира или он лишь плод воображения. Результаты опубликованы в журнале Neuron. В ходе исследования провели эксперимент, в котором 26 добровольцев одновременно смотрели на едва заметный узор на экране и пытались представить этот же узор «в уме».

Участников просили определить, присутствовал ли на самом деле узор на фоне визуального шума: схему показывали лишь в половине случаев. Одновременно люди должны были оценивать, насколько ярким было их мысленное изображение узора — точка, на которой изображение становится «слишком живым» и с трудом отличимым от реальности. В тех испытаниях, где узора на экране не было, но у участников ярко «вырисовывалось» воображаемое изображение, они часто ошибочно заявляли, что видели реальный узор.

В это время активность мозга фиксировали с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Анализ данных показал, что главную роль в разграничении «реального» и «воображаемого» играет веретенообразная извилина — область, расположенная в нижней части височной доли. Обычно при восприятии реального узора активность этой извилины значительно выше, чем во время воображения. Однако если участник представил узор очень ярко, активность извилины приближалась к «реальному» уровню, и мозг ошибочно относил образ к внешней реальности.

«Наши результаты показывают, что мозг использует силу сенсорных сигналов, чтобы различать воображение и реальность», — пояснила ведущий автор, д-р Надин Дейкстра

«Представьте яблоко: нейроны реагируют одинаково, когда вы его видите и когда ярко воображаете. До недавнего времени оставалось неясным, как мозг различает эти ситуации».

Кроме веретенообразной извилины, важную роль играет передняя островковая кора. Активность в этой области, расположенной во фронтальной части мозга и отвечающей за принятие решений и самонаблюдение, синхронизировалась с веретенообразной извилиной именно тогда, когда люди утверждали, что образ реальный, даже если на экране ничего не было. Это согласуется с идеей о том, что префронтальная кора участвует в метапознании — способности оценивать собственные мыслительные процессы.

«Активность в этих областях совпала с прогнозами компьютерных моделей о том, как мозг разделяет внутренний (воображаемый) и внешний (реальный) опыт», — отметил соавтор, профессор Стив Флеминг.

Ученые использовали не только фМРТ, чтобы отследить, какие участки мозга включаются, но и вместе с тем построили компьютерную модель, показывающую, как сила нейронных сигналов влияет на восприятие. По этой модели, когда активность веретенообразной извилины достигает определенного уровня (порога), мозг «решает», что образ реальный. При очень ярком воображении этот порог иногда преодолевается даже без внешнего стимула, и человек ошибочно принимает мысленный образ за настоящее впечатление.

Результаты особенно важны для понимания психических заболеваний. При шизофрении пациенты часто не могут отделить фантазии от реальности. Выяснение нейронных путей, по которым мозг делает эту границу, может помочь в ранней диагностике и разработке терапий. Кроме того, исследование дает представление о том, как новые технологии виртуальной реальности (VR) могут влиять на восприятие, поскольку одно и то же «воображаемое» видео в шлеме может вызывать активность, сопоставимую с восприятием реального мира.