Осязательные нейроны строят карту тела по зрительным впечатлениям

Автор: Кирилл Стасевич 
Мозг может чувствовать фантомную руку или ногу, как свою, благодаря переходу зрительного сигнала с информацией о фантомной конечности на соматосенсорную, осязательную кору.

Считается, что у каждого из нас в мозге есть карта собственного тела, которая образуется и постоянно обновляется благодаря соматосенсорным ощущениям: чувствам боли, температуры, давления и прикосновения, которые поступают в мозг от кожи, мышц и суставов. Кроме того, свою информацию такой карте предоставляют зрительные и слуховые анализаторы. В результате получается трёхмерная модель тела, соотнесённая с пространством вокруг.

При этом соматосенсорные и зрительные сигналы, полагают учёные, между собой не пересекаются. Но некоторое время назад вдруг выяснилось, что соматосенсорная кора у крыс может отвечать на зрительные сигналы. И вот исследователи из Медицинского центра Университета Дьюка (США) решили проверить, не будут ли зрительные сигналы идти «не по адресу» в голове у более развитых обезьян.

В своих экспериментах Мигель Николелис (о чьих заслугах перед современной наукой мы уже как-то писали) и его сотрудники создавали у животных ощущение виртуальной руки: на экране перед обезьянами была модель руки, которой касался виртуальный мяч; одновременно животные чувствовали настоящее прикосновение к собственной конечности. Затем, спустя какое-то время, обезьяны наблюдали лишь за виртуальными прикосновениями, однако при этом у них возбуждались соматосенсорные и моторные нейроны, то есть животные чувствовали фантомное прикосновение.

Возбуждение в соматосенсорной коре наступало на 50–70 мс позже, чем при настоящем прикосновении. Очевидно, это время было нужно импульсу, чтобы преодолеть дистанцию между зрительными и соматосенсорными центрами.

Так или иначе, исследователям удалось непосредственно подтвердить переход сигнала между зрительным и соматосенсорным «департаментами» в довольно высокоразвитом мозге приматов.

Эти данные добавляют аргументов в пользу набирающей силы гипотезы, которая представляет мозг не в виде жёстко разделённых участков, каждый со своей определённой функцией, а как своеобразную динамическую решётку, где характер обрабатываемой в текущий момент информации не так уж и важен.

Г-н Николелис и его сотрудники среди прочего занимаются разработкой протезов, так что в своей статье в PNAS они особо подчёркивают важность полученных результатов для создания нейронно-электронных интерфейсов, которые позволяли бы управлять механическим телом. Хотя, возможно, что такое распределение сигнала происходит не только при моделировании тела, но и вообще при любом зрительном впечатлении, которое могло бы иметь значение для других нервных центров.

 Подготовлено по материалам Медицинского центра Университета Дьюка.