Некоторые отделы веретенообразной извилины отвечают только за один определенный тип восприятия: например, распознавание лиц или цветов. Это выяснила международная команда ученых, которая использовала глубокую стимуляцию мозга на 26-летнем пациенте, страдающем эпилепсией. В результате пациент увидел цвета и лица там, где их не было, говорится в Статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences. .[intro]

Ученые давно пытаются понять, существуют ли отделы мозга, отвечающие за одну, эксклюзивную функцию, или же мозг в этом плане достаточно пластичен. Функциональные методы нейровизуализации уже показали существование отделов мозга, отвечающих только на определенный стимул: например, лицо или написанное слово. С другой стороны, исследования с использованием мультивоксельного анализа паттернов активности головного мозга (англ. multivoxel pattern analysis) показывают, что такие эксклюзивные области также могут обрабатывать и не специфичную для них информацию: например, область, отвечающая за распознавание лиц, также может быть использована для того, чтобы отличить стул от машины.

Авторы новой работы проверили функциональную эксклюзивность разных отделов мозга, отвечающих за восприятие и распознавание, используя методы глубокой (инвазивной) стимуляции мозга. В исследовании принял участие один пациент с эпилепсией; в его мозге были установлены электроды с целью контроля возможных приступов. Наличие этих электродов позволило исследователям выбирать определенные области для стимуляции, а именно — отдельные участки веретенообразной извилины (англ. fusiform gyrus), которые участвуют в распознавании самых разных объектов и их признаков: от форм и цветов до лиц и мест. Исследователи простимулировали два участка веретенообразной извилины: участок, отвечающий за распознавание лиц, и участок, воспринимающий цвета. 

Расположение использованных электродов в зависимости от функций стимулируемых областей: область распознавания лиц (красным) и цветов (синим). Schalk et al. / PNAS 2017

Затем ученые попросили пациента описать, что он видит при активной стимуляции выделенных областей. При стимуляции отдела веретенообразной извилины, отвечающей за распознавание лиц, пациенту казалось, что лицо экспериментаторов меняется; при наблюдении за отдельными предметами (коробкой или резиновым мячиком) участник эксперимента также сообщал о том, что видит поверх объекта части лица: глаза и рот. При стимуляции областей, отвечающих за цветовое восприятие, пациент видел радугу — также поверх объектов.

Несмотря на то, что стимуляция определенных областей мозга заставила пациента видеть то, чего на самом деле не было, его восприятие реальных представленных ему объектов (мячика или коробки) осталось неизменным: стимуляция попросту «добавила» в восприятие пациента определенные объекты и их признаки. На основании этого ученые делают вывод, что стимулируемые области действительно имеют эксклюзивную функцию — распознавание лиц или цветов.

Метод глубокой стимуляции часто используют при наблюдении за пациентами с эпилепсией с целью либо выявления очагов поражения, либо изучения активности головного мозга. Например, в нашей заметке вы можете прочитать про устройство, которое детектирует активность определенных нейронов и помогает выявить патологические нейроны, а здесь — о том, как эпилептиков использовали для изучения разницы между осознанным и неосознанным восприятием. 

Автор: Елизавета Ивтушок