По активности мозга ученые смогли различить воображаемую и реальную картину, которую видит человек

Наш мозг воспринимает и обрабатывает визуальную информацию так, что ее можно декодировать из паттернов его активности, записанной с помощью электрокортикографии (ЭКоГ) или электроэнцефалографии (ЭЭГ). Оба метода позволяют наблюдать за электрической активностью мозга в режиме реального времени, но в случае ЭЭГ электроды располагаются на коже головы, а в ЭКоГ — непосредственно на поверхности мозга.

Картина, которую мы видим, отражается в характеристиках ритмов головного мозга. Известно, что этот процесс зависит от того, на какие именно детали изображения направлено наше внимание. Однако до сих пор оставалось неизвестным, может ли наше воображение изменить паттерны мозговой активности, которые наблюдаются при обработке визуальной информации.

Ученые из Университета Осаки (Япония), показали, что структура ритмов головного мозга позволяет различить изображение, которое в данный момент представляет себе человек, и то, которое он видит на самом деле. Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Biology.

В экспериментах приняли участие пациенты с эпилепсией, в мозг которых уже были имплантированы электроды, позволяющие отслеживать приближающиеся припадки и локализацию очагов эпилепсии, так что ученым удалось записать их элекрокортикограмму. Этот метод гораздо точнее, чем ЭЭГ, поскольку позволяет напрямую фиксировать активность мозга, избегая помех, создаваемых кожей и костями черепа.

В экспериментах пациентам показывали одни изображения и просили мысленно представлять другие. Все картинки делились на три категории: пейзажи, человеческие лица и слова. Анализ результатов выявил различия электрокортикограмм воображаемых и реальных изображений. Кроме того, была разной скорость появления этих различий в зависимости от категории изображения, которое нужно было представить испытуемому. Вероятно, это связано с тем, что в обработке слов и изображений участвуют разные отделы мозга.

Подход, предложенный авторами новой работы, можно использовать для создания устройств коммуникации для парализованных пациентов, страдающих, например, боковым амиотрофическим склерозом. Подобные устройства уже используют в медицине, однако они основаны на активности двигательной коры, которая появляется и исчезает быстрее, чем активность зрительной коры. Поэтому создание устройств, основанных на восприятии изображений, может оказаться ценной медицинской практикой.