20:00 
Новое исследование Каролинского института, опубликованное в журнале Nature Communications, показывает, как ритмические мозговые волны, известные как альфа-колебания, помогают нам различать собственное тело и внешний мир. Результаты позволяют по-новому взглянуть на то, как мозг интегрирует сенсорные сигналы для создания целостного ощущения собственного тела.
Что заставляет вас чувствовать, что ваша рука принадлежит вам? Это может показаться очевидным, но способность мозга отличать свое от чужого — сложный процесс.
Используя сочетание поведенческих экспериментов, записей мозга (ЭЭГ), стимуляции мозга и компьютерного моделирования с участием 106 участников, исследователи из Каролинского института исследовали, как мозг объединяет визуальные и тактильные сигналы, чтобы создать ощущение принадлежности части тела себе — феномен, известный как чувство владения телом. Их эксперименты показали, что частота альфа-волн в теменной коре головного мозга, области мозга, которая обрабатывает сенсорную информацию от тела, определяет, насколько точно мы воспринимаем свое тело как свое собственное.
Мы определили фундаментальный мозговой процесс, который формирует наш непрерывный опыт воплощения. Результаты могут дать новое понимание психиатрических состояний, таких как шизофрения, при которых нарушается самоощущение».
Мариано Д'Анджело, ведущий автор, исследователь отдела нейробиологии Каролинского института
Иллюзия резиновой руки
Участники приняли участие в иллюзии резиновой руки — классическом методе изучения чувства владения телом. При прикосновениях На видимой резиновой руке и скрытой реальной руке участника многие сообщали, что чувствовали, что резиновая рука была частью их тела. Но когда время было отключено, это ощущение исчезало.
Исследование показало, что люди с более высокими альфа-частотами были более чувствительны к временным различиям между видимыми и осязаемыми прикосновениями. Они отметили меньшие временные различия, как будто их мозг работал с более высоким временным разрешением, что приводило к более точному ощущению владения телом.
Напротив, более медленные альфа-частоты были связаны с более широкое «временное окно привязки», заставляющее мозг обрабатывать больше асинхронных визуальных и тактильных сигналов, как если бы они происходили одновременно. Из-за снижения временной точности стало сложнее отделять самостоятельные ощущения от внешних, ослабляя различие между телом и миром.
Улучшенные протезы и опыт виртуальной реальности
Чтобы проверить, вызывает ли альфа-частота непосредственно эти перцептивные эффекты, исследователи использовали неинвазивную электрическую стимуляцию мозга, чтобы немного ускорить или замедлить альфа-волны участников. Результаты показали, что такая регулировка альфа-частоты также изменила то, насколько точно люди ощущали владение телом и насколько точно они воспринимали визуальные и тактильные стимулы одновременно. Вычислительные модели показали, что альфа-частота влияет на то, насколько точно мозг определяет время сенсорных сигналов, а это означает, что эти мозговые волны регулируют временную точность восприятия и тем самым помогают формировать наше ощущение телесного «я».
«Наши результаты помогают объяснить, как мозг решает задачу интеграции сигналов от тела для создания связного чувства. «Я», — говорит Хенрик Эрссон, профессор кафедры нейронаук Каролинского института и последний автор исследования. «Это может способствовать разработке более качественных протезов конечностей и более реалистичному опыту виртуальной реальности».
Исследование проводилось в сотрудничестве между Каролинским институтом в Швеции и Экс-Марсельским университетом во Франции. Оно финансировалось Европейским исследовательским советом (ERC), Шведским исследовательским советом, VINNOVA, StratNeuro и A*Midex.
