Чтобы настроиться на инструмент в руке, мозгу нужно полчаса

Нейрофизиологи измерили время, которое нужно мозгу, чтобы привыкнуть к молотку в руке.

Всякий орган и всякая часть тела имеют представительство в головном мозге. Есть соответствующая часть моторной коры, которая является как бы нейронным отражением руки. И когда мы берём какой-нибудь инструмент (допустим, молоток), то он тут же встраивается в нейронную схему руки, и мозг начинает воспринимать инструмент как продолжение конечности.

Группа Эичи Наито из японского Национального института информационных и коммуникационных технологий не так давно показала, что есть особая область в теменной коре, которая занимается «внедрением» ручных инструментов в моторную кору. Эта зона создаёт, грубо говоря, образ молотка в виде нейронной схемы и подключает его к моторной коре, чтобы та им управляла. В новой статье, опубликованной в журнале Proceedings of the Royal Society B, исследователи рассказывают о том, сколько времени нужно мозгу, чтобы перенастроить нейронные схемы на использование инструмента.

Для эксперимента пригласили 13 добровольцев; их сажали перед монитором, на котором был диск. Размер диска можно было менять движением запястья: если запястье двигалось влево, диск увеличивался, если вправо — уменьшался. Целью упражнения было заставить мозг думать, что диск на экране есть продолжение руки. После серии тренировок начиналась вторая часть эксперимента, когда мозг пытались обмануть. Для этого сухожилия запястий стимулировали особым образом, так что сама рука не двигалась, однако нервная система воспринимала это как движение. При этом диск на экране никак не менялся.

Спустя какое-то время у участников эксперимента пропадало ощущение ложного движения, и сильнее всего это проявлялось у тех, кто учился соразмерять свои движения с виртуальным инструментом. Иначе говоря, если диск не менялся, мозг быстрее понимал, что его обманывают, и переставал принимать во внимание стимуляцию сухожилий.

По словам учёных, чтобы сделать из инструмента продолжение руки, нервной системе было нужно около 30 минут. Это значит, что, беря в руки молоток или чайную ложку, нам достаточно получаса, чтобы в мозгу образовались новые нейронные пути, предназначенные для управления рукой с предметом. Как они будут с этим справляться — другой вопрос; учёных занимал сам факт появления таких нейронных схем, а не их умелость. При этом исследователи обращают особое внимание на то, что инструмент вовсе не обязательно должен быть материален: достаточно его визуального представления.

Эти данные, безусловно, будут весьма полезны врачам-нейрофизиологам и инженерам, разрабатывающим устройства, которыми можно было бы управлять силой мысли.

Подготовлено по материалам ABC Science.