Каждый раз когда мы делаем шаг или берем чашку в руки, наш мозг уже знает, что будет дальше. Он предсказывает предстоящее событие, основываясь на прошлом опыте. Швейцарские ученые выяснили, что происходит, когда реальность не совпадает с ожиданием, например, когда при закрытии дверь не издает звука.
Ученые из Института биомедицинских исследований имени Фридриха Мишера (FMI) изучили, как мозг реагирует на неожиданности и как они сказываются на психических расстройствах. Исследование было опубликовано в журнале eLife.
Эксперимент на мышах
Специалисты провели эксперимент на мышах. Они создали им виртуальный коридор, где грызун передвигался по темному коридору, а звук его шагов зависел от скорость бега. Однако иногда звук пропадал или искажался.
Ученые обнаружили, что в такие моменты в слуховой коре — зоне мозга, отвечающей за звук, — активировались особые нейроны — L2/3. Они реагировали только на неожиданности, и реакция усиливалась, если «ошибки» происходили и в звуке, и в зрении одновременно.
Ученые пришли к выводу, что мозг не просто замечает несоответствия — он собирает информацию от всех органов чувств, чтобы точнее определить, насколько серьезна «ошибка».
Проверка на людях
Тогда исследователи решили адаптировать эксперимент для людей. Они использовали виртуальную реальность и датчики ЭЭГ, чтобы записывать мозговые волны. 17 участников ходили, и периодические экран замирал, создавая конфликт между движением тела и миром вокруг.
Ученые обнаружили, что мозг людей также активировал нейроны L2/3 во время неожиданностей, как и у мышей. Однако реакцию на комбинированные сбои — зрение и слух — исследователи пока изучают.
Почему это важно
Ученые отметили, что их открытие может помочь в понимании психозов. Обычно у людей с шизофренией система реагирования на неожиданности работает неправильно: они видят и слышат то, чего нет. Если же получится найти биомаркеры этих «ошибок», можно будет улучшить диагностику.
Кроме того, зная, как мозг реагирует на неожиданности, можно создать лучшие VR-системы — без эффекта укачивания, добавили ученые.