Просканировав мозг людей во время просмотра отрывков из кинофильмов, неврологи создали наиболее детализированную на данный момент карту функционирования мозга. Анализ фМРТ, опубликованный 6 ноября в журнале Neuron издательства Cell Press, показывает, как реагировали различные мозговые сети, когда участники эксперимента просматривали короткие отрывки из нескольких независимых и голливудских фильмов, включая «Начало» (Inception), «Соцсеть» (The Social Network) и «Один дома» (Home Alone). Учёные идентифицировали различные сети в мозге, участвующие в обработке сцен с участием людей, неодушевлённых предметов, активных действий и диалогов. Также они узнали, какие различные функциональные сети находятся в приоритете при просмотре лёгких сцен по сравнению со сценами, за которыми сложно уследить.
«Наша работа — первая попытка получить план различных зон и мозговых сетей в натуралистичных условиях», — говорит первый автор статьи, невролог Реза Раджимер из Массачусетского Института Технологии (МИТ).
Разные зоны мозга тесно взаимосвязаны, и эти связи формируют функциональные сети, которые связаны с нашим восприятием стимулов и поведением. Большинство исследований функциональных мозговых сетей основываются на данных фМРТ-сканирования людей, находящихся в состоянии покоя, но многие части мозга или коры не проявляют полной активности в отсутствие внешней стимуляции.
В этом исследовании учёные хотели узнать, может ли просмотр фильмов в ходе фМРТ-сканирования предоставить сведения о том, как функциональные сети мозга реагируют на сложные аудио и видео стимулы.
«При прохождении фМРТ в состоянии покоя стимулы отсутствуют — люди просто думают что-нибудь про себя, поэтому неизвестно, что активирует эти сети, — говорит Раджимер. — Но благодаря нашему киностимулу мы можем вернуться и выяснить, как различные мозговые сети реагируют на различные аспекты фильма».
Чтобы картографировать мозг во время просмотра фильма, учёные воспользовались составленной ранее базой данных Human Connectome Project, состоящей из полных сканов мозга 176 молодых людей и девушек, полученных, когда участники просматривали 60 минут коротких фрагментов из нескольких независимых и голливудских фильмов.
Исследователи усреднили активность мозга у всех участников и воспользовались методом машинного обучения, чтобы идентифицировать мозговые сети, особенно внутри коры мозга. Затем они исследовали, как деятельность в этих различных сетях связана с содержанием фильма от сцены к сцене — куда входили люди, животные, предметы, музыка, речь и голос за кадром.
Их анализ обнаружил 24 различные мозговые сети, которые связаны со специфическими аспектами чувственной или когнитивной обработки, например, с распознаванием человеческих лиц или тел, движением, местами и ориентирами, взаимодействием между людьми и неодушевлёнными предметами, речью и социальным взаимодействием.
Также они показали обратную взаимосвязь между «доменами исполнительного контроля» — регионами мозга, позволяющими людям планировать, решать задачи, сортировать информацию по приоритетам, и регионами мозга с более специфическими функциями. Когда за содержанием фильма было сложно уследить, или оно было неоднозначным, имело место повышение активности в регионах мозга, отвечающих за исполнительный контроль, но во время сцен, которые воспринимались легче, доминировали регионы мозга с более специфическими функциями, вроде языкового процессинга.
«Домены исполнительного контроля обычно активны в сложных заданиях, когда высока когнитивная нагрузка, — говорит Раджимер. — Похоже, что когда сцены из фильмов достаточно легко воспринимаются, например, если там происходит понятный разговор, активны языковые зоны, но в ситуациях, когда там присутствуют сложные сцены с контекстом, семантикой и неоднозначностью смысла эпизода, требуется большее когнитивное усилие, и поэтому мозг переключается на использование доменов общего исполнительного контроля».
Поскольку анализ в этой статье базировался на усреднённой активности мозга, учёные говорят, что в будущих исследованиях можно изучить каким образом функционирование мозговой сети различается у разных людей, у людей разного возраста, или у людей с нарушениями развития или психики.
«В будущих исследованиях мы можем посмотреть на карты отдельных людей, что позволит нам соотнести индивидуальную карту каждого исследуемого с его поведенческим профилем, — говорит Раджимер. — Сейчас мы более детально изучаем то, как специфическое содержимое каждого кадра из фильма управляет этими сетями — например, семантический или общественный контекст, или взаимоотношения между людьми и происходящим на фоне сцены».
Перевод — Андрей Прокипчук, «XX2 ВЕК». Источники.
Материалы предоставлены Cell Press.
Вам также может быть интересно:
