Как мозг отличает реальное движение от мысленного: открытие нейробиологов

Каждое наше осознанное движение начинается не в мышце, а в голове. Мозг сначала строит его полный виртуальный образ, а лишь потом отдает команду. Этот механизм зрительно-моторного преобразования — основа нашей ловкости. И именно его сбой после инсульта лишает людей возможности двигаться. Но что, если движение останавливается, не выходя за пределы черепа? Мысль о действии доходит до моторных зон, но в последний момент блокируется. Чем же мозговая активность в этот момент отличается от той, что ведёт к реальному шагу? Ответ на этот вопрос и стал целью исследования.

Воображаемое и реальное действие

Чтобы поймать мысль на месте преступления, учёные провели эксперимент с 17 добровольцами. Задача была простой: следить за кнопкой и нажимать её, когда она загорится. Или... лишь представлять, что нажимаешь. Всё это время электроэнцефалограф пристально следил за электрической бурей в их головах.

Выяснилось, что и при реальном, и при мысленном действии загоревшаяся кнопка вызывала всплеск активности в сенсомоторной коре — области, где встречаются ощущения и команды. Но был нюанс. При реальном движении эта активность чётко локализовалась в одном полушарии, противоположном активной руке (правая рука — левое полушарие). Это и есть тот самый «предшествующий сигнал» — маркер превращения зрительной картинки в моторный план. Чем дольше человек медлил с нажатием, тем дольше длился этот сигнал. Мозг как бы держал план наготове.

А что с воображением? Сигнал был, но совсем другой. Он не «привязывался» к конкретному полушарию, а словно бродил по сенсомоторной коре, не находя выхода. Это прямое доказательство: мозг обрабатывает реальное и воображаемое действие по разным схемам. Мысль — это не просто ослабленная команда, это иной процесс.

Любопытно и другое: мозг реагировал даже на «ненужные» кнопки, которые испытуемый должен был игнорировать. На них тоже возникал слабый предшествующий сигнал! Это означает, что наш мозг сначала оценивает ВСЮ зрительную информацию, а уже потом принимает решение — выполнить действие или заблокировать его. Наличие сигнала — ещё не гарантия движения.

«После инсульта в мозге нарушается баланс возбуждения и торможения, рушатся связи между полушариями, — поясняет один из авторов работы, старший научный сотрудник Сколтеха Николай Сыров. — Мы предлагаем использовать эти связанные с движением сигналы для оценки состояния нейросетей у пациентов. Это высокочувствительный метод: мы сможем увидеть улучшения в работе моторных систем ещё до того, как человек начнёт двигать рукой». По сути, это окно в самый ранний этап восстановления, который иначе не разглядеть.

Источник: пресс-релиз Сколково. Исследование, поддержано грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), опубликовано в журнале Cerebral Cortex.