Нейробиологи выяснили, какими волнами мозга формируется самосознание
Что заставляет нас чувствовать, что рука — наша собственная? Хотя это кажется очевидным, способность мозга различать «свое» и «чужое» — сложный процесс.
Нейробиологи провели поведенческие эксперименты с участием 106 человек, в ходе которых изучили, как мозг объединяет зрительные и тактильные сигналы, чтобы сформировать ощущение владения телом. В исследовании использованы запись мозговой активности (ЭЭГ), стимуляция мозга и вычислительное моделирование, его результаты опубликованы в Nature Communications.
Они показали, что частота альфа-волн в теменной коре — области мозга, обрабатывающей сенсорную информацию от тела, — определяет, насколько точно мы воспринимаем свое тело как собственное.
«Мы выявили фундаментальный мозговой процесс, который формирует наше непрерывное телесное ощущение, — объясняет ведущий автор Мариано Д’Анджело из отдела нейронаук Каролинского института. — Эти результаты могут дать новое понимание психических расстройств, таких как шизофрения, при которых нарушается чувство самости».
Иллюзия резиновой руки
Участники принимали участие в эксперименте с «иллюзией резиновой руки» — классическим методом изучения чувства телесной принадлежности. Когда синхронно касаются видимой резиновой руки и скрытой настоящей конечности, многие ощущают муляж как часть своего тела. Но если синхронность нарушается, этот эффект пропадает.
Исследование обнаружило, что люди с более быстрыми альфа-ритмами чувствительнее к временным расхождениям между видимым и ощущаемым касанием. Они замечают более тонкие временны́е различия, словно их мозг работает с лучшим разрешением по шкале времени.
И напротив, более медленные альфа-ритмы способствуют расширению «временно́го окна связывания», из-за чего мозг воспринимает более асинхронные зрительные и тактильные сигналы как одновременные. Такое снижение временной точности затрудняет разделение ощущений, связанных с собой, и внешних стимулов, ослабляя границу между телом и миром.
Улучшение протезов и виртуальной реальности
Чтобы убедиться, что именно частота альфа-ритмов лежит в основе самоощущения, их замедляли или ускоряли с помощью неинвазивной электрической стимуляции мозга. И это действительно повлияло на точность восприятия зрительных и тактильных стимулов как одновременных.
Вычислительные модели показали, что альфа-волны отражаются на оценке мозгом времени поступления сенсорных сигналов — то есть эти ритмы регулируют временную точность восприятия и тем самым помогают формировать наше чувство телесной самости.
«Наши выводы помогают объяснить, как мозг решает задачу интеграции сигналов от тела для создания целостного чувства самости. Это может способствовать разработке лучших протезов конечностей и созданию более реалистичных впечатлений в виртуальной реальности», — резюмировал профессор Хенрик Эрссон из отдела нейронаук Каролинского института, последний автор исследования.
