Наука и технологии России

Вход Регистрация
11.11.13 | Информнаука: Медицина Новости науки и образования Перепёлкина Ольга, клинический психолог, аспирантка кафедры нейро- и патопсихологии МГУ им. М.В. Ломоносова, победитель конкурса научных блогов «Лента Мёбиуса»

«Иллюзия резиновой руки», или Как мы воспринимаем искусственные части тела

Как мы воспринимаем окружающий мир? Наш мозг строит гипотезы на основе входящих сигналов различных модальностей с учётом прошлого опыта индивида. То, что нам кажется таким реалистичным и правдоподобным, – всего лишь образ, отражение действительности. Одним из подтверждений этой теории являются иллюзии восприятия. Мозг создаёт видимость того, чего нет в реальности. Иллюзии восприятия – это искажённое восприятие окружающего мира, которое заставляет воспринимающего испытывать чувственные впечатления, не соответствующие действительности. В психологии давно известны оптические иллюзии. Например, иллюзия Мюллера–Лайера – классическая иллюзия восприятия размера.

Терминатор Кадр из фильма «Терминатор 2»

Иллюзии восприятия бывают не только в зрительной сфере, а также и в других модальностях. Не такими очевидными и зрелищными, но от того не менее загадочными и интересными являются тактильные и телесные иллюзии. Самой известной телесной иллюзией считается иллюзия резиновой руки. Эта иллюзия впервые была описана Botvinick и Cohen в 1998 году.

Одна рука испытуемого лежит перед ним на столе, но при этом спрятана за экраном так, что он не может её видеть. Вместо неё испытуемый видит резиновую руку. Экспериментатор синхронно поглаживает двумя кисточками реальную спрятанную руку испытуемого и резиновую.

Эксперимент_с_резиновой_рукой Эксперимент с резиновой рукой

Через некоторое время с испытуемым происходят две вещи: во-первых, ему начинает казаться, что резиновая рука – это его рука, а во-вторых, он начинает ощущать, что тактильные ощущения от прикосновений кисточки локализованы в резиновой руке. Почему же возникает эта иллюзия? Обратимся к теории.

Мультисенсорная интеграция

Образ нашего тела строится на основе объединения входящей информации разной модальности: зрительной, тактильной и кинестетической (или проприоцептивной).

Мультисенсорная_интеграция Мультисенсорная интеграция

Кинестетика (она же проприоцепция) – это «мышечное чувство», ощущение положения и перемещения в пространстве частей тела и всего тела целиком. Благодаря этому чувству мы и с закрытыми глазами безошибочно определяем, стоим мы или сидим, и можем совершить любое движение: сжать руку в кулак, подпрыгнуть вверх или наклониться к земле.

Интересный факт

Проприоцепция, в отличие от остальных пяти чувств (зрение, слух, обоняние, осязание и вкус), была открыта только в 1890 году английским физиологом Чарльзом Шерингтоном.

О полной утере проприоцепции рассказывает Оливер Сакс в своей книге «Человек, который принял жену за шляпу» в главе «Бестелесная Кристи»:

«В день операции Кристине стало ещё хуже. Она могла стоять, только глядя прямо на ноги, и ничего не могла удержать в руках. Если она отвлекалась, руки её начинали блуждать. Потянувшись за чем-нибудь или поднося еду ко рту, она сильно промахивалась. Она даже сидела с трудом – всё её тело “подламывалось”. Лицо Кристины одрябло и утратило всякое выражение; нижняя челюсть отвисла; исчезла даже артикуляция речи.

– Что-то со мной не то, – с трудом выговорила она бесцветным, мёртвым голосом. – Совсем не чувствую тела. Ощущение жуткое – полная бестелесность».

В обычной жизни источники информации разной модальности соответствуют друг другу, и мы получаем непротиворечивый сенсорный образ своего тела: я вижу свою руку, чувствую её расположение в пространстве, а если я к чему-то прикасаюсь, я ощущаю тактильные сигналы в том участке руки, к которому, как я вижу, прикасается предмет.

В эксперименте с резиновой рукой происходит рассогласование информации, поступающей от разных органов чувств.

В начале эксперимента, до того, как экспериментатор начинает совершать тактильную стимуляцию, испытуемый: 1) не видит свою руку, 2) ощущает её в том месте, где она находится (кинестетическая информация), 3) не испытывает тактильных ощущений. Информация о теле неполная, но вполне согласованная: недостающую сенсорную информацию с лёгкостью компенсируют образы памяти.

С того момента, как экспериментатор начинает совершать синхронные поглаживания резиновой и спрятанной рук, ситуация меняется. Испытуемый начинает испытывать тактильные ощущения, но об источнике этих ощущений его зрение судит обманчиво: он видит прикосновение кисточки к резиновой руке. Мозг интерпретирует эту информацию самым привычным для него способом: где я вижу свою руку, там она и есть! Удивительно, что, несмотря на то, что кинестетические и тактильные ощущения «привязаны» к реальной руке и исказилась лишь зрительная составляющая, образ руки «перескакивает» в резиновую руку.

Учёные называют этот феномен «ведущей ролью зрения в возникновении образа».

Наш мозг очень не любит противоречий и именно поэтому строит новый образ, не соответствующий реальному положению дел, но зато избавляющий его от конфликта.

Объективные показатели иллюзии

Изменение ощущения положения руки испытуемого в науке называется «проприоцептивным смещением». До начала тактильной стимуляции испытуемого просят закрыть глаза и указать свободной рукой туда, где находится его спрятанная рука. Затем эту процедуру повторяют после того, как он ощутил на себе иллюзию. До эксперимента испытуемый, конечно же, правильно показывает на спрятанную руку. Под воздействием иллюзии испытуемый указывает не на свою руку, а на пространство, расположенное ближе к резиновой руке. Расстояние от спрятанной руки до того места, куда указал испытуемый во второй раз, – это и есть проприоцептивное смещение.

Другой способ объективно измерить иллюзию – это как следует напугать испытуемого. Эмоциональные реакции могут быть зафиксированы с помощью регистрации проводимости кожи (кожно-гальванической реакции – КГР) с помощью двух маленьких электродов, размещённых на указательном и среднем пальцах. Эмоциональные реакции связаны с активацией автономной нервной системы, которая продуцирует возрастающее потоотделение, и поэтому возрастает КГР. Если до эксперимента занести молоток над резиновой рукой, КГР не изменится. Ведь человек понимает, что резиновая рука – не его, и совершенно не переживает за её судьбу. Но всё меняется с возникновением иллюзии: если вы теперь попробуете угрожать резиновой руке, КГР испытуемого незамедлительно возрастёт, потому что его мозг получит сигнал об опасности – угрозе телу (то есть руке) испытуемого.

Учёные из Каролинского института повторили эксперимент с резиновой рукой и выяснили, в каких случаях иллюзия не возникает.

Авторы описывают временные, пространственные и анатомические ограничения. Так, иллюзия резиновой руки не возникает, если прикосновения к резиновой и реальной рукам асинхронны, а время между рассогласованными стимулами больше 300 мс. Иллюзия не формируется в том случае, если между резиновой и реальной рукой испытуемого слишком большое расстояние (более 27,5 см.). Ещё одним ограничением выступает расположение руки: если резиновая рука лежит в «анатомически несоответствующей» позиции, или, другими словами, в неестественной позе, то иллюзии не возникнет. Также было показано, что иллюзия не формируется, если в качестве замещающего конечность объекта выступает абстрактный предмет (например, деревянный брус).

В последние годы учёные придумывают всё больше хитроумных иллюзий с нашим телом. Так были созданы иллюзия обладания целым телом в условиях виртуальной реальности и иллюзия «брюшка», когда человек ощутил у себя наличие округлившегося живота. Разнообразные варианты иллюзии резиновой руки тоже прочно «вошли в моду». Так появились иллюзия невидимой руки и иллюзия исчезающей руки, иллюзия трёх рук и многие, многие другие. Для чего же нужны все эти, казалось бы, забавные, но не перестающие быть научными эксперименты? На какие вопросы мы хотим ответить? Сможет ли человек управлять тремя руками? Может ли инвалид, прикованный к кровати, почувствовать своё виртуальное тело? А что, если с помощью новых технологий мы сможем проникнуть в шкуру животного, например собаки или леопарда, останемся ли мы по-прежнему людьми?..

Источник: http://www.yobrain.ru/2013/09/blog-post_24.html

РЕЙТИНГ

5.00
голосов: 4

Галереи

IV международная выставка Lexus Hybrid Art 2013

С 5 по 22 августа 2013 года в московском центральном выставочном зале «Манеж» открыта выставка Lexus Hybrid Art. В этом году представлено девять крупных инсталляций, выполненных в духе science art/contemporary art. В альбоме – взгляд нашего фотографа на объекты и посетителей экспозиции.

51 фото

Обсуждение