Шестое чувство: как изменилось бы наше осязание, если бы имели шесть пальцев

AOinformНаука 13.11.2022 в 15:474260

Фото: Dani Clode

Нейробиологи провели эксперимент, задействовав дополнительный большой палец. Через пять дней мозг его воспринимал, как родного.

Несколько лет назад дизайнер Дэни Клод (Лондон, Великобритания) презентовала свой проект под названием "третий большой палец". Разработка являла собой роботизированный палец, управляемый с помощью датчиков давления, располагающихся под стопами. Некоторое время спустя к Дэни обратились нейробиологи из лаборатории пластичности Университетского колледжа Лондона, с просьбой предоставить образец для проведения эксперимента. Целью ученых было выяснить, как человеческий мозг адаптируется к работе с аугментативными технологиями ("аугментативный" означает "увеличивающий", — ред.), и третий большой палец был идеальным устройством для их исследования. Об этом сообщает издание Science Robotics.

"Увеличение тела — это развивающаяся область роботостроения, направленная на расширение наших физических возможностей, но нам не хватает четкого понимания того, как наш мозг может адаптироваться аугментации", — объясняет Тамир Макин, руководитель лаборатории пластичности и ведущий автор исследования. "Используя третий большой палец Дэни Клод, мы стремились найти ответы на ключевые вопросы о том, может ли человеческий мозг поддерживать дополнительную часть тела и как технология может повлиять на наше кинестетическое восприятие".

Исследователи набрали 20 испытуемых, каждый из которых провел в лаборатории пять дней, обучаясь работе с дополнительным пальцем. Им было рекомендовано брать устройство с собой домой каждый вечер и пытаться использовать его от двух до шести часов в день.

В начале и в конце исследования всех участников сканировали с помощью МРТ, чтобы отслеживать активность мозга при движении пальцами. Также была набрана контрольная группа из десяти участников. Они прошли тот же пятидневный тренировочный протокол, но использовали статическую версию роботизированного пальца.

Исследование показало, что всего через пять дней использования робопальца произошли значительные изменения в активности сенсомоторной коры головного мозга. Самое большое изменение произошло в областях мозга, отвечающих за ощущение рук.

Обычно, когда мы используем инструменты, наш мозг не меняет своего биологического представления о руке. Например, чтобы использовать молоток, мы просто крепко сжимаем его в кулаке. Наш мозг все еще понимает форму кисти и пяти пальцев.

Но поразительным открытием нового исследования стало то, как быстро это фундаментальное представление мозга о руке изменилось. Всего через пять дней использования третьего большого пальца активность мозга, связанная с каждым пальцем, стала менее отчетливой, как бы освобождая место для шестого пальца.

"Изучая строение рук в течение длительного времени, мы заметили, что их восприятие мозгом остается очень стабильным, очень согласованным", — объясняет Паулина Килиба, соавтор исследования. "Например, даже после ампутации кисти или руки, мозг продолжает "видеть" уже отсутствующие конечности. Так что зафиксировать изменения восприятия всего лишь через 5 дней использования третьего пальца было не таким уж и удивительным".

Контрольная МРТ, проведенная неделю спустя после окончания тестов, показала, что сенсомоторные изменения нормализовались. Килиба говорит, что быстрое возвращение к нормальному представлению о руке может быть связано с короткими временными рамками исследования. Этот конкретный аспект исследования требует более глубоко изучения, поскольку могут иметь место серьезные последствия, если, к примеру, применение устройств для увеличения тела навсегда изменят способность мозга управлять им.

И именно здесь исследование превращается из академического в нечто, имеющее значение для реального мира. Промышленные экзоскелеты или устройства, предлагающие дополнительные конечности, больше не являются областью научной фантастики. Поэтому очень важно понимать, как наш мозг реагирует и адаптируется к этим устройствам.

"Что произойдет, если мы дадим эти устройства детям или подросткам — как аугментация повлияет на их гораздо более пластичный мозг?" — задается вопросом Дэни Клод. "Мы должны гарантировать, что, обучаясь управлять устройством увеличения, мы не оказываем негативного воздействия на двигательные возможности биологической руки и всего тела".