В нашей природной среде мы сталкиваемся с огромным количеством сенсорной информации. Она поступает из многочисленных внешних источников, распространяется через различные формы энергии и обрабатывается через различные сенсорные системы. Несмотря на сложность этих информационных потоков, здоровый мозг может определить, какие биты сенсорной информации кодируются различными сенсорными системами, поступающие из одного внешнего источника, и объединить эту информацию в единую концепцию. В то же время здоровый мозг может точно отделить сенсорную информацию, поступающую из разных источников и событий, и соответствующим образом разделить ее на отдельные восприятия.
Например, вы можете успешно интегрировать слуховые и визуальные артикуляции лица вашего партнера, находясь в шумном баре, и вы можете успешно отказаться от интеграции его голоса с другими лицами в вашем поле зрения. Интеграция избыточной и дополнительной информации, поступающей от различных органов чувств, дает многочисленные преимущества в плане восприятия и поведения. Этот сенсорный синтез, известный как мультисенсорная интеграция, надежно показал, что он повышает точность восприятия и скорость реакции, а также увеличивает показатели обнаружения и дискриминации. Таким образом, в приведенном выше примере вы не только интегрируете голосовые и лицевые артикуляции вашего партнера, но и получаете при этом поразительный прирост восприятия речи.
Мультисенсорное развитие у людей
Способность к интеграции всех органов чувств, а также основополагающие факторы, влияющие на мультисенсорную интеграцию, кардинально меняются в процессе развития. Одним из ярких примеров этого является восприятие мультисенсорных временных отношений. Хотя младенцы в возрасте до четырех месяцев способны различать синхронные и асинхронные мультисенсорные стимулы, они могут различать их только при больших временных отклонениях. На протяжении всего детства и подросткового возраста эта мультисенсорная временная острота улучшается, с окном временных смещений, в котором человек воспринимает два сенсорных входа как синхронные.
Мультисенсорные интеграционные леса
Основываясь на результатах фундаментальной работы в области моделей животных и исследований в области раннего развития, было предложено, что мультисенсорная обработка обеспечивает прочную основу для развития перцептивных представлений и способствует приобретению когнитивных функций более высокого порядка. Эта теория интуитивно привлекательна, учитывая приоритет сенсорного развития по отношению к появлению когнитивных, социальных и языковых навыков. Хорошо известно, что сенсорные системы появляются до рождения и что простейшие мультисенсорные процессы проявляются в начале послеродовой жизни (хотя и с длительной траекторией развития), задолго до начала когнитивных и коммуникационных процессов более высокого уровня. Первоначальное развитие сенсорных и мультисенсорных систем в значительной степени зависит от особенностей низкоуровневого статистического стимулирования. Эта модель развития, которая играет ключевую роль для сенсорных процессов, особенно в раннем возрасте, совместима с несколькими существующими психологическими теориями когнитивного развития, включая воплощенное познание, тезис о расширенном мышлении и акцептивизм.
Будущие направления
Исследования, проведенные за последние полвека, значительно углубили понимание природы мультисенсорной интеграции между видами и на протяжении всей жизни. Результаты этой работы дают новое понимание того, как организмы обрабатывают сенсорный вход, нейрофизиологических основ мультисенсорной функции, хода времени для мультисенсорного развития и бесчисленных связей между мультисенсорной обработкой и когнитивными способностями.
Эта обширная и постоянно растущая литература имеет отношение к теории, исследованиям и клинической практике в области расстройств и заболеваний, в которых существуют известные изменения мультисенсорной обработки. Мультисенсорная функция тесно связана с познанием, языком, коммуникацией и множеством других высокоуровневых способностей.
Внушительные выводы о динамической взаимосвязи между мультисенсорной функцией и познанием получены в результате инновационных исследований в области робототехники развития, области на стыке инженерии и робототехники, когнитивной психологии, психологии развития и нейронауки. Исследования в этом секторе опираются на передовые технологии и подходы машинного обучения для изучения взаимосвязи между мультисенсорной функцией и когнитивным развитием. Результаты таких исследований позволяют предположить, что пространственно и временно согласованная информация, полученная с помощью аудиторных, визуальных, тактильных и проприоцептивных методик, влияет на то, как мы изучаем нашу среду и взаимодействуем с ней, и формирует наше восприятие, чтобы облегчить приобретение навыков более высокого порядка, включая объективное и самопознание, изучение слов и социальное поведение, такие как имитация.
Кроме того, эта работа усиливает роль нисходящих процессов, таких как исполнительный контроль в мультисенсорной функции. Этот вид работы, несомненно, даст новое понимание механизмов, с помощью которых мультисенсорный опыт обуздывает более широкое познание и обучение, и с помощью которых когнитивные процессы влияют на взаимодействие человека с окружающей средой, оказывая влияние на сенсорный опыт.
Масштабы нарушений мультисенсорной интеграции, затрагивающих различные клинические популяции, позволяют предположить, что меры мультисенсорной функции имеют перспективы для будущего применения в клинической практике, возможно, для прогнозирования исходов у детей с нарушениями нейроразвития или подверженных риску развития или для измерения прогрессии типичного старения и воздействия нейрогенных состояний. Ряд ограничений, в настоящее время не позволяют рекомендовать широкое измерение мультисенсорной функции в клинических условиях. Главной проблемой в настоящее время является отсутствие стандартизированных и привязанных к нормам показателей мультисенсорной обработки данных. Кроме того, некоторые из наиболее часто используемых мер, таких как психофизические и нейровизуальные подходы, являются относительно дорогостоящими и поэтому не всегда могут быть легко использованы в некоторых группах населения, в частности среди очень молодых людей, людей с менее умственными способностями и людей с ограниченными языковыми или коммуникативными возможностями.
Для понимания механизмов, лежащих в основе того или иного симптома, включая трудности с мультисенсорной интеграцией и нарушениями познания, перспективным подходом является измерение этих симптомов по всем расстройствам и среди населения в целом. Исследования, основанные на таком подходе, начали давать представление о связях между мультисенсорной обработкой и познанием, которые существуют даже у людей с типичными анамнезами развития и здоровья. Например, было показано, что субклинические аутистические признаки связаны с мультисенсорной временной обработкой. Аналогичным образом, характеристики аутизма были связаны с нетипичной мультисенсорной интеграцией, индексированной через иллюзию резиновой руки и эффект Макгурка, а также с когнитивными и коммуникативными функциями, которые, связаны с мультисенсорной интеграцией у лиц с диагнозом аутизм.
Поскольку мультисенсорная перцептивная привязка представляет собой ключевой интеграционный процесс, сильно зависящий от колебаний мозга, изучение таких связей представляется плодотворной областью будущего исследования не только для механистических представлений, которые могут быть получены, но и для потенциала применения этих знаний для разработки более эффективных вмешательств, направленных на осциллирующую функцию.