В 2006 познавательный нейробиолог Олаф Блэйнк из университета Женевы в Швейцарии проверял функции мозга пациента перед ее операцией эпилепсии, когда он заметил что-то странное. Каждый раз, когда он электрически стимулировал регион ее мозга, ответственного за интеграцию различных сенсорных сигналов от органа, пациент оглянется назад за ее спиной, как будто человек был там, даже когда она знала очень хорошо, что никто фактически не присутствовал.Теперь, с помощью роботов, Blanke и коллеги не только нашли неврологическое объяснение этой иллюзии, но также и обманули здоровых людей в ощущение «призраков», сообщают они онлайн сегодня в Текущей Биологии. Исследование могло помочь объяснить, почему больные шизофренией иногда галлюцинируют, что иностранцы управляют своими движениями.
“Очень трудно попытаться понять механизмы, вовлеченные во что-то настолько странное”, говорит познавательный нейробиолог Хенрик Эхрссон из Института Karolinska в Стокгольме, не связанный с исследованием. “Это очень воодушевляет, является очень впечатляющим, способ, которым эта бригада делает науку из этого вопроса”.Призраки и появления являются общей темой в литературе и религии.
В реальной жизни пациенты, страдающие от шизофрении и эпилепсии иногда, сообщают об ощущении присутствия около них. После изучения таких случаев Blanke нашел некоторые поразительные общие черты в том, как больные эпилепсией чувствуют эти жуткие «появления», говорит он. Почти все пациенты сказали, что присутствие чувствовало себя подобно человеку, помещенному прямо за их спиной, почти касаясь их, со злонамеренными намерениями. Пациенты с повреждением головного мозга на левом полушарии чувствовали призрака в своей правой стороне, и наоборот.
Для точного определения отделов головного мозга, ответственных за такие иллюзии, Blanke и коллеги сравнили повреждение головного мозга в двух группах пациентов. Первая группа, главным образом больные эпилепсией, все чувствующее призрачное присутствие, о котором сообщают, около них. Другая группа соответствовала им с точки зрения серьезности их неврологических болезней и галлюцинаций, но не чувствовала призрачного присутствия. Мозговое отображение показало, что у пациентов, ощутивших «призраков», были повреждения в их frontoparietal коре, отдел головного мозга, управляющий движениями и объединяющий сенсорно-двигательные сигналы от органа — такие как «вкус» и боль, сопровождающая удар — в четкую картину.
Исследователи подозревали, что ущерб этому региону, возможно, разрушил, как мозг объединяет различные сенсорные и моторные сигналы создать последовательное представление органа. Это, возможно, принудило пациентов по ошибке чувствовать, что кто-то еще, не самих, создавал сенсации как прикосновение.
Таким образом, бригада построила робот для испытания их теории на здоровых людях. Машина состояла из двух электрически соединенных роботизированных рук, помещенных перед и позади участника, соответственно. Меньшая рука впереди имела место, где участники могли вставить правые указательные пальцы и ткнуть вокруг. Движение тыкания вызвало большую руку сзади для тыкания участников в различных положениях на их спинах, после движения их пальцев.
Во время экспериментов участники несли повязки на глаза и наушники так, чтобы они сконцентрировались на том, что они чувствовали. Им сказали, что только робот тыкал их сзади, но без ведома им, тыкание спины иногда синхронизировалось с их движениями пальца, и иногда задерживало наполовину секунду.Когда участники, о которых сообщают, как они чувствовали, ясный образец, появились. Если тыкание спины было в синхронизации с движениями пальца участников, они чувствовали, как будто они касались спин своими пальцами.
Но когда тыкание спины было вне синхронизации, одна треть участников, которых чувствуют, как будто кто-то еще касался их. Сенсация была столь жуткой, что два участника фактически попросили, чтобы исследователи остановили эксперимент.
Для проверки ответа исследователи провели другое исследование в который четыре исследователя, выдержанные в комнате. Участникам сказали, что, в то время как они были ослеплены и работа машиной, некоторые экспериментаторы могли бы приблизиться к ним, фактически не касаясь их.
Исследователи сказали участникам оценивать число людей близко к ним равномерно. В действительности никакой исследователь никогда не приближался к участникам. Все же люди, испытавшие задержанное прикосновение к их спине, которую чувствуют более сильно, что другие люди были близко к ним, считая до четырех человек, когда ни один не существовал.Исследователи подозревают, что, когда участники тыкнули пальцами в место пальца, их мозги ожидали чувствовать прикосновение к спине сразу же.
Задержка создала несоответствие между ожиданиями мозга и фактическими сенсорными сигналами, которые она получила, который разрушил, как мозг объединил сигналы создать представление органа, и таким образом создал иллюзию, что другой человек касался их.Результаты могли помочь ученым понять галлюцинации больных шизофренией, говорит Блэйнк.
Ученые долго выдвигали гипотезу, что пациенты слышат иностранные голоса или чувствуют, что они не управляют своими собственными органами, потому что их мозги не объединяют физические сигналы должным образом.Исследователи теперь строят MRI-оборудованную систему робота для изучения то, что точно происходит в мозгах здоровых людей, когда они чувствуют призрачное присутствие и проверить, как больные шизофренией реагировали бы на несогласованное, тыкает.(Видео кредит: EPFL)