Ученые обнаружили мозговые волны, определяющие границы собственного тела
Ученые сделали значительный шаг в понимании того, как мозг определяет границы собственного тела. В ходе серии экспериментов международная группа исследователей из Швеции и Франции выявила специфический тип мозговых волн, ответственный за чувство телесной принадлежности — фундаментальное ощущение того, что именно является частью «вас». Это открытие проливает свет на механизмы формирования самоидентификации и может помочь в изучении ряда психических расстройств.
В исследовании, результаты которого опубликованы в журнале Nature Communications, приняли участие 106 добровольцев. Ученые использовали классический психологический феномен — иллюзию резиновой руки. Суть метода заключается в том, что собственная рука человека скрыта от его взгляда, а вместо нее находится реалистичный муляж. Если синхронно касаться как настоящей, так и резиновой руки, у большинства людей возникает стойкое ощущение, что искусственная конечность является частью их собственного тела.
В первом эксперименте роботизированные манипуляторы касались пальцев реальной и резиновой руки либо одновременно, либо с задержкой до 500 миллисекунд. Как и ожидалось, чувство «присвоения» искусственной руки было сильнее при синхронных касаниях и ослабевало по мере увеличения временного разрыва между тактильным ощущением и видимым стимулом.
Ключевые данные были получены во второй фазе исследований, где активность мозга участников регистрировалась с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ). Анализ показал, что за формирование чувства телесной принадлежности отвечает частота альфа-ритмов в теменной коре головного мозга. Эта область ответственна за создание внутренней карты тела, обработку сенсорной информации и формирование самоощущения. Оказалось, что участники с более высокой частотой альфа-волн точнее определяли даже минимальную задержку между касаниями и лучше отличали «свое» от «чужого». Те же, у кого альфа-ритм был медленнее, чаще «принимали» резиновую руку за свою, даже когда стимулы были несинхронными.
Чтобы доказать причинно-следственную связь, ученые в третьем эксперименте напрямую модулировали мозговые ритмы. С помощью неинвазивной техники транскраниальной стимуляции переменным током они искусственно ускоряли или замедляли альфа-ритмы в теменной коре участников. Результаты подтвердили гипотезу: ускорение ритма повышало точность определения границ тела, делая человека более чувствительным к рассогласованию сигналов. Замедление же, напротив, «размывало» эти границы, упрощая интеграцию внешнего объекта в схему собственного тела.
Как пояснил ведущий автор работы, нейробиолог из Каролинского института Мариано Д'Анджело, им удалось идентифицировать фундаментальный мозговой процесс, который формирует наше постоянное переживание телесности. Соавтор исследования Хенрик Эрссон добавил, что результаты помогают понять, как мозг решает сложную задачу интеграции сигналов от тела для создания целостного чувства себя.
Открытие имеет важное практическое значение. Оно может привести к новым подходам в понимании и лечении психических заболеваний, таких как шизофрения, для которой характерно нарушение чувства самости, или фантомных болей у пациентов после ампутаций. Кроме того, эти знания могут быть использованы для создания более совершенных протезов, которые будут естественнее восприниматься мозгом, и для развития технологий виртуальной реальности.