Что отделяет вас от галлюцинации? Как именно мозг отличает факт от фантазии

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Представьте, что вы идете по знакомой улице и вдруг видите что-то странное. Что-то, чего здесь быть не должно. Именно это произошло с нейробиологом Надин Дейкстрой после ее переезда в Лондон. Заметив вдалеке одиноко бредущее животное, ее мозг мгновенно выдал вердикт: «собака». Логично, но что-то не сходилось. Где хозяин? Лишь присмотревшись, она поняла, что перед ней была лиса — одна из тысяч, обитающих в британской столице.

Этот простой случай — идеальная иллюстрация одной из самых удивительных тайн нашего сознания. Наш мозг — не пассивный видеорегистратор, беспристрастно фиксирующий мир. Он скорее активный конструктор, сценарист и режиссер в одном лице, который ежесекундно строит нашу реальность из сенсорных данных, воспоминаний и ожиданий. И, как показывает история с лисой, иногда его модели дают сбой.

Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Так как же мозг проводит эту тончайшую грань между фактом и фантазией? И что происходит, когда эта грань стирается? Новое исследование, проведенное Дейкстрой и ее командой, приближает нас к ответу.

Призраки на стене: как сто лет назад обманули мозг

Чтобы понять суть современных открытий, нужно вернуться в 1910 год. Психолог Мэри Перки провела гениальный по своей простоте эксперимент. Она просила участников смотреть на пустую стену и ярко представлять себе различные предметы — например, сочный красный помидор. Участники не знали, что Перки втайне проецировала на ту же стену едва различимые изображения этих самых предметов.

Результат был ошеломительным. Ни один из испытуемых не понял, что видит реальную проекцию. Все они были уверены, что красочные образы — плод их собственного воображения. Вывод Перки опередил свое время: восприятие и воображение — не два разных процесса, а две стороны одной медали. Они используют общие нейронные механизмы, и наш мозг не всегда может их различить.

Этот эксперимент заложил основу для ключевого вопроса: если воображаемое и реальное так похожи для нашего мозга, то должен существовать некий внутренний механизм, который ставит штамп «ОДОБРЕНО: РЕАЛЬНОСТЬ».

(A) Перед каждым блоком испытаний участников инструктировали, какие решетки им следует представлять и обнаруживать. В ходе каждого испытания, как только на экране появлялся динамический шум, участники одновременно представляли и пытались обнаружить указанные решетки. Чтобы точно определить, была ли решетка предъявлена или нет, воображаемые и воспринимаемые стимулы должны быть разделены. В конгруэнтном условии существует вероятность смешения воображаемых образов и восприятия. Чтобы убедиться, что участники следовали инструкциям, мы записывали, какую решетку, по словам участников, они представляли в каждом блоке. (B и C) Влияние предъявленного стимула (отсутствует vs. присутствует) и воображаемого стимула (конгруэнтный vs. неконгруэнтный) на суждения о реальности восприятия (ответы по обнаружению; слева) и оценки яркости (справа). Пурпурная и голубая линии показывают, соответственно, кривые для нулевой модели (M₀), в которой суждения об обнаружении и яркость основаны на раздельных латентных переменных, и для модели порога реальности (M₁). (D) Модель порога реальности M₁ предполагает, что сигналы воображения (I) и восприятия (P) складываются, и что этот смешанный сигнал (RS) определяет ответы по обнаружению и яркости; адаптировано из работы Дейкстры и Флеминга.¹¹ I, сигнал воображения; P, сигнал восприятия; RS, сигнал реальности; N, нормальное распределение. (E) Соответствие модели измеряется как площадь под кривой (AUC) между смоделированными и наблюдаемыми поведенческими ответами для нулевой модели и модели порога реальности. Точки отражают индивидуальные данные участников (n = 26), а планки погрешностей отражают стандартные ошибки среднего (SEM). *p < 0.05; **p < 0.01; ***p < 0.005; ****p < 0.001.
Автор: Dijkstra, Nadine et al. Neuron Источник: www.cell.com
Мозговой детектор реальности

Перенесемся на сто с лишним лет вперед, в лабораторию Надин Дейкстры. Ее команда создала современную версию эксперимента Перки, но уже с использованием функциональной МРТ (фМРТ), позволяющей наблюдать за активностью мозга в реальном времени.

Вместо помидоров участники представляли простые диагональные линии на фоне визуального «шума», похожего на помехи старого телевизора. Иногда на экране действительно появлялись настоящие линии, а иногда — нет. Задача испытуемых была простой: сказать, видели они что-то или им просто показалось.

И вот здесь исследование делает самый важный шаг. Анализ фМРТ-сканов выявил конкретную область мозга, чья активность служила безошибочным индикатором. Это веретенообразная извилина — участок коры, расположенный за висками и известный своей ролью в распознавании лиц и объектов.

(A и B) Области мозга, демонстрирующие значимые положительные модуляции, связанные с ответом при суждении о реальности (A) и с оценкой яркости воображаемого образа (B). Ins, передняя островковая доля; PC, прецентральная [извилина]; dmPFC, дорсомедиальная префронтальная кора; IPS, внутритеменная борозда; FG, веретенообразная извилина; IF, нижняя лобная [извилина]. Изображения обработаны с порогом p < 0,05, с поправкой на множественные сравнения по методу FWE на уровне кластеров, при пороге формирования кластера p < 0,001 (без поправки). (C) Смоделированная сила сигнала реальности в каждом условии, полученная на основе аппроксимации индивидуальных для участника параметров яркости воображаемого образа и чувствительности обнаружения. (D) Смоделированный сигнал в зависимости от яркости (высокая vs. низкая) и типа ответа при обнаружении («присутствует» vs. «отсутствует»). (E и F) Влияние присутствия стимула и конгруэнтности на активность в левой (E) и правой (F) FG. (G и H) Влияние типа ответа на активность в левой (G) и правой (H) FG (p < 0,05, c FWE-коррекцией на уровне кластеров). Точки отражают индивидуальные данные участников (n = 26), а планки погрешностей отражают стандартные ошибки среднего (SEM). *p < 0,05; **p < 0,01; ***p < 0,005; ****p < 0,001.
Автор: Dijkstra, Nadine et al. Neuron Источник: www.cell.com

Выяснилось, что она работает как своего рода «шкала реальности»:

  • Когда участник видел реальные линии, активность в этой извилине была высокой.
  • Когда он воображал линии, зная, что их нет, активность была низкой.
  • А в самых интересных случаях, когда участник путал воображаемое с реальным (испытывал легкую галлюцинацию), активность в веретенообразной извилине взлетала до небес — так, словно он видел самый настоящий объект.

Похоже, именно эта область мозга принимает окончательное решение. Она суммирует сигналы, поступающие от органов чувств, и внутренние сигналы, порожденные воображением. Если итоговый «сигнал реальности» достаточно силен, чтобы преодолеть некий «порог реальности», мозг выносит вердикт: «Это реально».

(A) Области мозга, демонстрирующие более сильную параметрическую модуляцию, связанную с суждениями о реальности, чем с оценками яркости воображаемых образов. Изображения обработаны с порогом p < 0,05, с поправкой FWE на уровне кластеров, при пороге формирования кластера p < 0,001 (без поправки). (B) Влияние бинарного регрессора суждений о реальности в каждой ROI, демонстрирующей значимые эффекты во всех условиях. (C) Результаты моделирования, характеризующие взаимосвязь между сигналом реальности (RS) и суждениями о реальности. Они показывают, что ковариация между RS и суждением остается постоянной в рамках каждого условия, несмотря на сдвиги средних значений между условиями. (D) Функциональная связность между левой FG и левым хвостатым ядром, dmPFC и левой передней островковой долей, с разделением по условиям. Значимая связность во всех условиях наблюдалась с передней островковой долей, но не для какой-либо другой ROI. Ins, передняя островковая доля; CAUD, хвостатое ядро; dmPFC, дорсомедиальная префронтальная кора. Точки отражают индивидуальные данные участников, а планки погрешностей отражают стандартные ошибки среднего (SEM). *p < 0,05; **p < 0,01; ***p < 0,005; ****p < 0,001.
Автор: Dijkstra, Nadine et al. Neuron Источник: www.cell.com
Когда реальность не проходит проверку

Это открытие имеет огромное значение, выходящее далеко за рамки лаборатории. Во-первых, оно помогает понять природу серьезных психических расстройств. При шизофрении, например, слуховые и зрительные галлюцинации воспринимаются как абсолютно реальные. Возможно, дело в том, что «порог реальности» у таких пациентов снижен, или же веретенообразная извилина генерирует слишком мощный сигнал даже в ответ на чисто внутренние стимулы. Если удастся доказать эту связь, в будущем могут появиться методы терапии, нацеленные на «калибровку» этого механизма.

Во-вторых, это объясняет наши повседневные ошибки восприятия. Вспомним историю с лисой. Модель реальности в голове Дейкстры, основанная на ее голландском опыте, содержала категорию «собака на улице», но не «лиса на улице». Поэтому мозг, получив нечеткий визуальный сигнал (животное вдалеке), «достроил» его до наиболее вероятного, по его мнению, варианта — собаки. Сигнал от ожиданий оказался сильнее сигнала от органов чувств.

Наше восприятие — это постоянный компромисс между тем, что есть на самом деле, и тем, что мы ожидаем увидеть. Это эффективная система, позволяющая нам мгновенно ориентироваться в мире, не анализируя каждую деталь с нуля. Но у этой эффективности есть цена — предвзятость. Мы склонны видеть то, во что верим.

Исследование Дейкстры оставляет много вопросов. Склонны ли люди с буйным воображением к галлюцинациям? Можно ли натренировать свой «детектор реальности»? Ответы на эти вопросы еще предстоит найти. Но одно ясно уже сейчас: наша реальность — не монолитная данность, а хрупкая конструкция, которую наш мозг кропотливо собирает каждое мгновение. И осознание этого — первый шаг к тому, чтобы научиться смотреть на мир чуть внимательнее и, возможно, время от времени не доверять собственным глазам.

4 комментария

Pchelkin
Сон. Всё. Не поспите пару суток подряд и еще день-ночь, да еще находясь в активном действии, гарантированно начнете ловить глюки. Помню, сам проходил, с тех пор сон на первом месте.
M
Судя по последнему рисунку, там картина получается более сложная.
Ну и по латерализации есть о чем поразмышлять.
1
Раздражают такие упрощающие ситуацию статьи. Давно известно, что мозг проводит «перекрёстный допрос» органов чувств, непрерывно решая сложные каскады уравнений по теореме Байеса: каждый нейрон может передавать сигнал через аксон только одним нейромедиатором или ЭФАПС, зато способен возбуждать соседей посредством изменения содержания вокруг себя электролитов тем легче, чем слабее изолирован (миелин и т.д.). Ну и в ГЭБ щелей гораздо оказалось больше: не только желудочки, но и все ганглии, а то и сосудистые сплетения.
Хорошо в статье хотя бы островок упомянули, поскольку это главный интегратор, сбои которого обуславливают созерцание своего тела «парящей над ним душой» и т.п.
O
Интересная статья, спасибо!

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Обзор Bluetooth адаптера Creative BT-W6 с aptX и BT5.4

Если у вас есть маленькие дети, а компьютер находится в спальне, то вы должны понять меня, почему мне приходится использовать беспроводные наушники в вечернее время. Раз уж наушники используются не...

Чем на самом деле отличаются астероиды, кометы и метеориты

Когда мы слышим слова «астероид», «комета» или «метеорит», воображение рисует практически одинаковые картины: нечто каменное или ледяное, несущееся по космосу. Но на деле эти объекты сильно...

Почти новый музей на Старом Арбате: в Москве показывают Айвазовского, Поленова, Левитана и Брюллова

Совсем недавно на старом месте (Мемориальная квартира Пушкина и Белого на Арбате) открылся новый музей, точнее в рамках старого музея открыли новые залы, в которых демонстрируют вещи из фондов,...

Почему корень настоящего васаби может стоить до 1000 долларов за килограмм

В наших регионах на заре появления японской кухни в ресторанах начали подавать роллы с соевым соусом и васаби. Тогда, возможно, многие думали, что у них на столе настоящее васаби. Но сейчас уже...

Почему мозг «видит лица» там, где их нет, особенно в темноте

Возможно, вы когда-нибудь ловили себя на мысли, что в темноте видите чьё-то лицо — в складках одежды, в силуэте стула или на шторе. Сердце замирает, а потом разум быстро убеждает: «Это...

Что такое структурированная икра и чем она отличается от зернистой

Когда открываешь банку икры, в комнате на мгновение замирает воздух. Солёный запах моря, влажный блеск зёрен, тихий звон ложки о стекло, всё это будто про что-то личное. Но стоит присмотреться, и...