Акт сознательного восприятия обычного прикосновения намного сложнее простой реакции на сигналы органов чувств. Проведя серию экспериментов на обезьянах, мексиканские ученые показали, что в процессе восприятия задействованы память, внимание и ожидание события.
Ранулфо Ромо, профессор нейрофизиологии Института клеточной психологии при Национальном автономном университете Мехико (UNAM). Сфера научных интересов — психофизиологические и нейрофизиологические эксперименты для определения того, как кора головного мозга реагирует на сенсорную информацию и формирует восприятия и решения (фото с сайта smb.org.mx)
Пришедшие от органов чувств сигналы первоначально поступают в сенсорную кору головного мозга (primary somatosensory cortex, S1), и многие нейрофизиологи считают, что именно здесь зарождается восприятие. Однако более тонкие эксперименты показали, что возбуждение сенсорной коры вовсе не обязательно коррелирует с осознанием соответствующего воздействия.
В экспериментах, выполненных группой под руководством профессора Ранулфо Ромо (Ranulfo Romo) в Медицинском институте Говарда Хьюза (HHMI), участвовали макаки, которых научили определенным образом реагировать на прикосновение к пальцам вибрирующего предмета. Правильная реакция соответствующим образом поощрялась. Интенсивность вибраций могла меняться. Иногда она воспринималась совершенно отчетливо, но иногда была настолько слабой, что обезьяны с трудом ее воспринимали и часто ошибались. Причем ошибки случались в обе стороны — иногда обезьяны не замечали очень слабой вибрации, а иногда им лишь казалось, что она есть.
Во время экспериментов велась запись активности мозга. Сенсорная кора всегда правильно отражала характер стимула: возбуждение нейронов в этой зоне мозга было непосредственно связано с интенсивностью воздействия на органы чувств. Однако реакция обезьяны на стимул, как выяснилось, далеко не полностью определяется активностью сенсорной коры.
Непосредственно с проявлением реакции связано отчетливо регистрируемое возбуждение в премоторной коре головного мозга (medial premotor cortex, MPC), которая известна как область, связанная с принятием решений на основе полученной сенсорной информации. Эксперименты показали, что активность MPC в точности соответствует последующей реакции обезьяны на стимул, даже когда эта реакция ошибочна.
Это позволило предположить, что MPC получает информацию не только от сенсорной коры, но также и из других областей мозга. Чтобы в этом убедиться, исследователи использовали электроды, при помощи которых слегка стимулировали нейроны в MPC. Оказалось, что такое дополнительное воздействие существенно влияет на распределение ошибочных реакций — обезьяны стали чаще сообщать, что чувствуют вибрацию, даже если ее на самом деле не было.
Но самое интересное, что активность нейронов MPC начинала повышаться еще до прикосновения предмета. То есть обезьяны ожидали касания и вибрации, а соответствующие нейроны премоторной коры готовились к реакции еще до того, как сигнал поступал в сенсорную кору.
По мнению руководителя исследовательской группы Ранулфо Ромо, то, что воспринимается нами как непосредственные ощущения, на самом деле результат работы высших отделов мозга. Даже самое простое восприятие формируется с участием памяти, внимания и ожиданий. Непосредственно же сигналы от органов чувств, похоже, лишь подтверждают восприятие, к которому мы внутренне уже готовы, говорится в пресс-релизе HHMI.
