Як додатковий палець на руці змінює наш мозок: майбутнє аугментацій

«Третій великий палець» - це відмінний приклад того, як з арт-проекту може вирости серйозне наукове дослідження.

Вчені попросили групу добровольців кілька днів користуватися штучним великим пальцем і здивувалися, як швидко мозок почав реагувати на подібний «бонус»

У 2017 році лондонський дизайнер Дані Клод представила розроблений їй «Третій великий палець» - додатковий роботизований палець, який одягається на руку і управляється натисканням ногою на спеціальні датчики. Проект був призначений для дослідження футуристичних ідей, пов'язаних зі збільшенням можливостей нашого тіла.

Команда нейробіологів, які працюють у лабораторії при Університетському коледжі Лондона, вивчає, як людський мозок адаптується до роботи з аугментаціями, і «третій палець» виявився тим пристроєм, який міг би продемонструвати адаптацію мозку.

«Розширення тіла - це зростаюча область, спрямована на розширення наших фізичних можливостей, але нам не вистачає чіткого розуміння того, як саме мозок може адаптуватися до цього», - пояснює Тамір Макін, керівник лабораторії пластичності і провідний автор нового дослідження. Використовуючи "Третій великий палець", вчені прагнули відповісти на ключові питання про те, чи може людський мозок підтримувати додаткову частину тіла і як сама технологія може вплинути на нього у відповідь ".

Дослідники набрали 20 випробовуваних, кожен з яких провів у лабораторії по п'ять днів, навчаючись працювати з «Третім пальцем». Їм було рекомендовано брати пристрій з собою додому щовечора і намагатися використовувати його в цілому від двох до шести годин на день.

На початку і в кінці дослідження всіх учасників сканували за допомогою МРТ, щоб відстежувати активність мозку при русі пальцями. Також була набрана контрольна група з десяти осіб, які пройшли той же п'ятиденний тренувальний протокол, але використовували статичну версію пристрою.

Більше пальців - ширше хватка!

Дослідження показало, що всього через п'ять днів використання «Третього великого пальця» відбулися значні зміни в активності сенсомоторної кори головного мозку. Найбільша зміна відбулася в областях мозку, що відповідають за уявлення про руки.

Зазвичай, коли ми використовуємо інструменти, наш мозок не змінює свого біологічного уявлення про руку. Наприклад, щоб використовувати молоток, ми просто міцно стискаємо інструмент, тому що мозок пам'ятає її форму і розташування п'яти пальців.

Але вражаючим відкриттям нового дослідження стало те, як швидко це фундаментальне уявлення руки змінилося в мозку при додаванні аугментики. Всього через п'ять днів використання додаткового великого пальця активність мозку, пов'язана з кожним пальцем, стала менш виразною. Це означає, що уявлення про руку в сенсомоторній корі головного мозку почало трансформуватися.

«Ми вже деякий час вивчаємо сприйняття мозком рук, і зазвичай бачимо, що уявлення про них залишається дуже стабільним, дуже узгодженим», - пояснює Пауліна Кіліба, перший автор дослідження. "Наприклад, навіть після найглибших змін, таких як ампутація пензля або цілої руки, зображення ампутованої кінцівки в мозку залишається стабільним. Так що можливість побачити, як воно почало змінюватися всього через 5 днів використання третього пальця, стала для нас великою несподіванкою ".

Контрольна МРТ, проведена через тиждень, показала, що сенсомоторні зміни нормалізувалися. Кіліба каже, що таке швидке повернення до нормального уявлення про нейрони руки може бути пов'язане з короткими часовими рамками дослідження. Цей конкретний аспект дослідження вимагає набагато більшого вивчення, оскільки може спровокувати серйозні наслідки, якщо пристрої розширення тіла назавжди змінять здатність мозку керувати цим самим тілом.

Саме тому дослідження швидко перетворюється з академічного інтересу в щось, що має значення для реального світу. Промислові екзоскелети або пристрої з додатковими кінцівками більше не є областю наукової фантастики. Тому дуже важливо розуміти, як наш мозок реагує і адаптується до них - а також знати межі цієї адаптації.