«Ограничения предыдущих объяснений того, как и где соприкасаются наши мозговые процессы, становятся очевидными, когда речь идет о людях, у которых были ампутированы части тела или которые страдают от неврологических заболеваний», – говорит профессор д-р. Тобиас Хид, один из авторов исследования.
Его исследовательская группа «Биопсихология и когнитивная неврология» входит в состав CITEC и факультета психологии Билефельдского университета. "Люди, которым ампутировали руку или ногу, часто сообщают о фантомных ощущениях в этих конечностях. Но откуда именно взялось это ложное восприятие?"
Чтобы начать отвечать на этот вопрос, Хид, работая вместе с доктором.
Стефани Бадде (Нью-Йоркский университет, США) и профессор д-р. Бриджит Родер (Гамбургский университет) изучала, можно ли обнаружить фантомные ощущения у здоровых людей. «Таким образом, мы показали, что здоровые взрослые люди действительно систематически неправильно относили прикосновения рук к ступням и наоборот», – говорит Хид.
Отправная точка
В головном мозге соседние нейроны реагируют на соответствующие участки кожи. «Раньше ученые думали, что наше сознательное восприятие места прикосновения основывается на топографической карте в мозгу.
Следуя этому предположению, на этой карте представлены такие части тела, как руки, ноги или лицо. Однако наши новые открытия показывают, что другие характеристики прикосновения также используются для определения прикосновения к частям тела ", – говорит Хид.
Он ссылается на предполагаемую «карту» как на анатомическую систему координат. Ранее также считалось, что пространственное восприятие влияет на обработку прикосновения, то есть на то, где прикосновение происходит в пространственных условиях, например, слева, спереди или снизу, как объясняет Хид. Многие предыдущие открытия были интерпретированы таким образом, что мозг, вероятно, использовал эту другую карту, которая упоминается как внешняя система отсчета.
"Когда части тела расположены с другой стороны тела, чем обычно – например, когда вы скрещиваете ноги, – две системы координат вступают в конфликт."Затем внешняя система координат определяет, например, что левая нога находится на правой стороне – и это не соответствует тому, что хранится в мозгу о той стороне тела, к которой принадлежит нога. «В нашем исследовании нашей первоначальной целью было выяснить роль анатомического восприятия мозга, а также влияние пространственного восприятия», – говорит Хид.
Изучение
Для экспериментов тактильные стимуляторы были прикреплены к рукам и ногам каждого из участников исследования. Эти стимуляторы могут вызывать ощущение на коже. Используя этот генератор импульсов, исследователи затем быстро коснулись испытуемых последовательно двух разных частей тела, таких как левая ступня и левая рука. На следующем этапе участники сказали или показали, где они почувствовали первое прикосновение.
Затем этот процесс был повторен несколько сотен раз для каждого испытуемого. В некоторых случаях участникам исследования приходилось скрещивать ноги или руки, в то время как в других случаях их конечности оставались в своих обычных положениях. «Примечательно, что в 8% случаев испытуемые приписывали первое прикосновение к той части тела, к которой даже не прикасались – это своего рода фантомное ощущение», – объясняет Стефани Бадде, ведущий автор исследования.
Причины почему
Предыдущее представление о том, что приписываемое место прикосновения к телу зависит от «карт» тела, не может объяснить эти новые открытия.
Мы показываем, что фантомные ощущения зависят от трех характеристик, – говорит Тобиас Хид. "Самым важным является идентичность конечности – независимо от того, имеем ли мы дело с рукой или ногой. Вот почему прикосновение с одной стороны часто воспринимается с другой стороны."
Второй по важности фактор – это сторона тела, к которой относится конечность, к которой прикоснулись, что объясняет, почему прикосновение левой стопой иногда ошибочно ощущается левой рукой.
Еще один фактор – каноническое анатомическое положение рассматриваемой части тела – где в пространстве обычно располагаются руки или ноги.
Это было продемонстрировано исследователями в их эксперименте со скрещенными частями тела: левая рука располагалась с правой стороны в эксперименте. Если прикоснуться к левой руке, мозг иногда неправильно приписывает это прикосновение правой ноге – другой части тела, которая не принадлежит ни той же стороне тела, ни тому же внешнему пространственному положению, что и часть тела, которая был действительно тронут. «Решающим является нормальное положение части тела, к которой прикоснулись: здесь левая рука вызывает реакцию той части тела, которая теперь расположена там, где обычно располагалась бы рука, к которой прикоснулись», – говорит Стефани Бадде.
Результаты этого исследования проливают новый свет на то, как мозг представляет наше собственное тело. «Результаты могут быть использованы, например, для продвижения новых исследований генезиса фантомной боли», – говорит Тобиас Хид. "Разработки с использованием сенсорного управления в искусственных системах в настоящее время основаны на твердом предположении, что проблему сенсорного управления можно решить с помощью одной или нескольких карт. Но может оказаться, что другие принципы обработки более эффективны для некоторых типов поведения."