Дослідження віртуальної реальності розкриває нові механізми мозку

Дослідники помітили активність клітин сітки в людському мозку, коли ілюзії самолокації викликані мультисенсорною віртуальною реальністю без зміни візуальних перспектив.

Доктор Хюк-Джун Мун з Дослідницького центру біоніки Корейського інституту науки і технологій (KIST) у співпраці з командою професора Олафа Бланке зі Швейцарського федерального технологічного інституту Лозанни (EPFL) успішно викликав ілюзії самолокації. за допомогою мультисенсорної віртуальної реальності (VR) у МРТ-сканері та спостерігав відповідні зміни в активності клітин сітки людського мозку.

Відомо, що мозок містить клітинки сітки та клітинки місць, які виконують функції глобальної системи позиціонування (GPS), що дозволяє нам розпізнавати, де ми знаходимося. Під час подорожі до певного місця клітини GPS по дорозі спрацьовують по черзі залежно від свого розташування, і ці клітини відіграють важливу роль у розпізнаванні нашого місцезнаходження у вигляді координат і запам’ятовуванні подій у космосі.

Проблеми в попередніх дослідженнях

Люди іноді можуть відчувати, що вони знаходяться в іншому місці, фактично не рухаючи своїх фізичних тіл, наприклад, під час ілюзії, наприклад, позатілесного досвіду. Однак такі суто когнітивні зміни самолокації — і відповідна реакція GPS-клітин мозку — не досліджувалися на тваринних моделях, таких як щури, де це сприйняття неможливо викликати або підтвердити.

Крім того, звичайні методи вивчення GPS-клітин вимагали відкриття черепа та вимірювання активності окремих клітин у глибоких структурах мозку за допомогою інвазивних електродів, що обмежувало наше розуміння людських GPS-клітин.

Щоб спостерігати за активністю клітин сітки під час ілюзорних змін саморозташування, дослідники поєднали сумісну з МРТ технологію віртуальної реальності з мультисенсорною стимуляцією тіла, щоб викликати ілюзію, яка точно контролювалася в різних напрямках, як було розроблено. Зображення fMRI, виміряні під час експерименту, використовувалися для оцінки активності клітин сітки, а суб’єктивний ілюзорний досвід учасників оцінювався за допомогою опитувальників після експерименту та поведінкових показників, що відображають їх сприймане самомісцезнаходження.

У результаті команда вперше продемонструвала, що чисто когнітивні зміни в магнітних позиціях, ілюзорні зміни саморозташування, спричинені мультисенсорною тілесною стимуляцією, без будь-яких змін у візуальних сигналах навколишнього середовища, викликають відповідну діяльність клітин сітки людини.

Це перше клінічне дослідження, яке демонструє, що мультисенсорні тілесні подразники самі по собі можуть викликати діяльність клітин сітки без будь-якої навігації (не активної чи уявної) і без зміни візуальної перспективи. Він показує, що GPS-координати в людському мозку реагують не лише на фізичне розташування тіла, але й на інформацію про місцезнаходження, засновану на різних когнітивних діях і досвіді, підвищуючи можливість об’єктивної діагностики галюцинаторних симптомів за допомогою аналізу зображення мозку. Також очікується, що отримані результати сприятимуть розробці нових методів лікування, забезпечуючи цілі для лікування пацієнтів, які страждають від ілюзорних симптомів, таких як позатілесний досвід.

Доктор Мун заявив: «На відміну від попередніх досліджень клітинної сітки людини, які спиралися на зміни у візуальних сигналах навколишнього середовища з точки зору першої особи, ми нещодавно запропонували ключовий елемент дослідження інтеграції мультисенсорних тілесних сигналів». додавши: «Ми плануємо провести подальше міжнародне спільне дослідження, щоб глибше зрозуміти мозкові механізми, що лежать в основі ілюзій, викликаних різними психічними та неврологічними захворюваннями, і розробити неінвазивні методи стимуляції мозку, які можуть полегшити ці симптоми».