Как мозг отличает реальность от воображения: открытие ученых

Воображение зависит от способности отличать реальное от вымышленного. Ученые обнаружили потенциальные механизмы мозга, которые позволяют проводить эту границу. По их гипотезе, эти механизмы могут играть важную роль в таких состояниях, как шизофрения, когда восприятие реальности нарушается.

Исследование, опубликованное 5 июня в журнале Neuron, раскрывает эти механизмы. Ранее было известно, что область мозга под названием височная извилина (fusiform gyrus) — крупный участок, проходящий через две доли мозга — активируется как при реальном восприятии объектов, так и при их воображении, рассказала Live Science ведущий автор исследования Надин Дейкстра, нейробиолог из Университетского колледжа Лондона.

«Но мы обнаружили, что уровень активности в этой области предсказывает, считаете ли вы что-то реальным — независимо от того, видите вы это или представляете», — объяснила она.

Височная извилина участвует в сложной зрительной обработке, например, в распознавании объектов и лиц. Исследование показало, что при воображении сила сигнала в этой области слабее, чем при реальном восприятии. Именно эта разница позволяет мозгу отличать одно от другого: если активность превышает определенный порог, мозг интерпретирует сигнал как реальность.

Эксперимент с иллюзиями

Чтобы прийти к такому выводу, ученые использовали функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ), которая отслеживает кровоток как косвенный показатель мозговой активности. В серии экспериментов 26 участников должны были искать диагональные линии на экране с динамическим шумом (подобным телевизионным помехам) и указывать, видят ли они их. В половине случаев линии действительно появлялись, а в другой половине — нет.

Одновременно участников просили представлять линии — либо в том же направлении, что и реальные, либо перпендикулярно им, в зависимости от раунда. Они также оценивали, насколько яркими казались им образы.

«Хитрость была в том, что иногда участники воображали те же линии, которые видели на экране, а иногда — другие», — пояснила Дейкстра. «Мы обнаружили, что, представляя те же линии, они чаще говорили, что видят реальные, даже когда их не было».

Другими словами, воображение ожидаемого изображения может обмануть мозг, заставив его поверить в реальность.

Порог реальности

ФМРТ-сканирование помогло ученым отследить активность в зонах мозга, связанных с восприятием и воображением. Височная извилина активировалась как при воображаемых, так и при реальных линиях. Однако, когда активность превышала определенный порог, участники считали образ реальным.

«Как правило, активности только воображения недостаточно, чтобы преодолеть этот порог», — добавила Дейкстра.

При повышении активности в височной извилине возрастала и активность передней островковой доли (anterior insula) — области префронтальной коры, отвечающей за когнитивные функции, такие как принятие решений. Ученые предположили, что эта зона может «считывать» сигнал реальности из височной извилины, но точный механизм их взаимодействия пока не ясен.

Ограничения и будущие исследования

Одним из ограничений исследования было использование слишком простых стимулов, не отражающих сложность реальных объектов.

«Сейчас мы разрабатываем эксперименты с более сложными образами — например, лицами или животными», — сказала Дейкстра. «Также интересно, можно ли заставить людей принять воображение за реальность, например, стимулируя мозг в нужный момент».

Томас Пейс, нейробиолог из Университета Саншайн-Кост (Австралия), не участвовавший в исследовании, отметил, что работа Дейкстры дает простое объяснение тому, как мы отличаем реальность от мысленных образов.

«Наше ощущение реальности — это субъективная оценка, основанная на силе сигнала, и эта система может подвергаться влиянию нашего собственного разума», — написал он в электронном письме Live Science. «Это открытие помогает понять, как может нарушаться оценка реальности, и закладывает основу для изучения сложных феноменов, таких как галлюцинации».

По его словам, будущие исследования должны включать более сложные стимулы (например, лица), чтобы понять, как пороговая система работает в разных типах зрительного восприятия. Кроме того, в реальном мире восприятие обычно подкрепляется несколькими чувствами и логическими ожиданиями — а в эксперименте эти факторы не учитывались.

«Самое важное — изучить эту систему у людей с нарушениями восприятия реальности, например, при шизофрении», — добавил Пейс. «Это поможет понять как устойчивость этих механизмов, так и их клиническое значение».