Цивилизация
Российские ученые совместно с испанскими коллегами экспериментально подтвердили, что люди мысленно представляют движения своего тела по-разному. Одни обладают визуальным воображением, то есть «видят» их, а другие – кинестетическим, то есть представляют ощущения, которые испытывают их мышцы в работе. Полученные данные могут быть использованы для разработки новых методов реабилитации, например, людей, перенесших инсульт. Работа опубликована в журнале Scientific Reports. Исследования поддержаны грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда по поддержке лабораторий мирового уровня.
Большинство людей использует в своем воображении визуальные образы, то есть просто представляет какое-либо действие так, будто видит его со стороны. Это визуальное воображение. Но некоторые «натренированные» люди, например, спортсмены, могут представить ощущения своих мышц. Они обладают кинестетическим воображением. Разные образы возникают в результате активации различных зон головного мозга. При представлении какой-либо картинки активируются участки, отвечающие за обработку визуальной информации, а при использовании кинестетических образов – те же зоны, что задействованы и при совершении реального действия. Таким образом, чтобы определить тип воображения у конкретного человека, нужно понять, какая часть мозга активно работает во время представления движения.
Российские ученые из Университета Иннополис (Татарстан) совместно с коллегами из Центра биомедицинских технологий Мадридского технического университета провели такое исследование с помощью магнитоэнцефалографии. Cпециальная установка регистрирует сверхслабые магнитные поля, возникающие в результате электрической активности головного мозга. Чем интенсивнее работает зона, тем сильнее излучаемое ею магнитное поле. Благодаря этому можно понять, какие именно участки мозга были самыми активными в конкретный момент времени.
В эксперименте участвовали 10 добровольцев в возрасте от 20 лет до 31 года. В специальном экранированном от магнитного поля Земли помещении испытуемый садился в кресло и клал руки на подлокотники. Над его головой размещались датчики магнитоэнцефалографа, которые регистрировали сверхслабые магнитные поля головного мозга. Когда раздавался звуковой сигнал, испытуемый должен был вообразить движение своей руки. Перед добровольцем стоял экран, на котором сообщалось, перемещение какой конечности, левой или правой, нужно представить.
Полученные данные о работе головного мозга анализировали несколькими способами. Сначала использовали метод преобразования математических функций, который позволяет проследить мельчайшие изменения сигнала с течением времени. В этом эксперименте сигналом была магнитная активность мозга. Затем применяли методы искусственного интеллекта. В одних случаях ученые не обучали нейронную сесть, а просто объединяли данные в группы на основе сходных параметров мозговой активности. В других – искусственная нейронная сеть обучалась классифицировать результаты эксперимента. Использование трех разных методик позволило создать наиболее полную картину происходящих в мозге процессов. Благодаря этому ученым удалось точно разделить испытуемых на 2 группы по типам воображения.
Способность представлять свои движения остается даже у человека, парализованного в результате травмы головного или спинного мозга. Именно эта способность и используется в современной реабилитационной медицине в специальном интерфейсе мозг – компьютер.
«Важным приложением подобных систем является нейрореабилитация, например, пациентов, перенесших инсульт или получивших травму головы. В данном случае воображение движений позволит ускорить восстановление двигательной активности, при этом важно заранее классифицировать пациентов с точки зрения типа воображаемых ими движений. От этого будет зависеть дальнейшая стратегия реабилитации, что позволит существенно ускорить процесс восстановления двигательных функций организма после повреждений мозга», — прокомментировал руководитель проекта, профессор Университета Иннополис Александр Храмов.
