Любой ребенок знает, что цвет мы воспринимаем с помощью глаз, звуки различаем благодаря органу слуха, а запахи улавливаем носом. Вполне обыденные вещи, казалось бы, а как может быть иначе? Но современная наука в совокупности со способностью нашего мозга к пластичности творит чудеса, и подробнее об этом рассказывается в журнале Frontiers in Neuroscience.
Невероятно, но уже с 2015 года люди, утратившие одно из своих сенсорных чувств, могут с помощью специализированных устройств заменять его другим, сохранившимся, и жить, почти не ощущая своего недуга. В представленной работе пациентам с дальтонизмом предложили использовать Eyeborg– устройство, разработанное Нилом Харбиссоном и Адамом Монтандоном в 2003 году.
Представляет оно из себя небольшой видеодатчик, находящийся на уровне глаза и передающий информацию о цвете на компьютерный чип, который расположен на затылке испытуемого. Улавливаемые устройством электромагнитные световые волны превращаются в звуковые частоты, которые в режиме реального времени воспринимаются как звук с отчетливыми тонами: высокочастотные цвета (фиолетовые, синие оттенки) имеют высокие ноты, а низкочастотные (оранжевые, красные оттенки – низкие. Звуковые волны, генерируемые устройством, передаются посредством вибрации в череп благодаря костной проводимости.
Считается, что опытный пользователь Eyeborg может воспринимать до 360 различных цветов, по одному на каждый градус цветового круга. Каждому оттенку присваивается слышимая частота от 384 до 718 Гц, что позволяет различать разницу между светлыми и темными тонами, определять насыщенность света (в зависимости от освещения), а также видеть (точнее слышать) разницу между оттенками.
Но ничто подобное не было бы возможно, если бы не способность нашего мозга перестраиваться. Пластичность мозга – одно из самых интересных его свойств, которое позволяет нам адаптироваться к воздействию окружающей среды и физиологическим изменениям при помощи динамических сдвигов уже существующих связей, либо образования новых в ответ на изменения поступающих сигналов или изменения мотивации. Мозг взрослого человека обладает замечательной способностью адаптироваться и перестраиваться на протяжении всей жизни, изменения при этом происходят на всех уровнях организации, начиная с генетического.
Нейропластичность обуславливает развитие, обучение, активируется в ответ на раздражители из внешней среды, заболевания или повреждения мозга и в результате терапии. Когда мы взаимодействуем с мультисенсорным миром, наш сенсорный опыт становится продуктом обширных динамических нейронных связей, на которые большое влияние оказывает наш опыт и ограниченность в развитии. Такая способность может оцениваться как адаптивная, когда речь идет об усилении той или иной функции, или как дезадаптивная – при утере функции или усугублении травмы.
Для приведенного выше исследования использовались методы функциональной магнитно-резонансной томографии, диффузионной тензорной томографии и магнитно-резонансной спектроскопии. В результате обнаружилось, что после 8 лет непрерывного использования устройства Eyeborg в мозге происходят значительные адаптивные и компенсаторные изменения. Очевидно, что изменения удалось зафиксировать в функциональных нейронных паттернах, структурных связях и даже топографии зрительной и слуховой коры.
Дальнейшие исследования и более высокий уровень понимания природы пластичности мозга важен не только с точки зрения установления истинного адаптационного потенциала мозга, но и для разработки новых реабилитационных тренингов, устройств и более эффективных программ для людей с ограниченными возможностями.
Текст: Мария Гоглова
Hearing colors: an example of brain plasticity by Alfaro A, Bernabeu Á, Agulló C, Parra J and Fernández E (2015) Front. Syst. Neurosci. 9:56.
doi: 10.3389/fnsys.2015.00056
Выпуск 23: Как «выжать» из сна максимум
Выпуск 22: этика интерфейсов «мозг-компьютер»
Выпуск 21: научный путь к чертогам разума
Выпуск 20: какой толк от постоянного тока
Выпуск 19: зачем нужен сон
Выпуск 18: химерный мозг
Выпуск 17: дети и стимуляция мозга
Выпуск 16: нейропротезы для воли
Выпуск 15: фМРТ-практики
Выпуск 14: стимуляция при эпилепсии
Выпуск 13: как электричество может снять боль?
Выпуск 12: что может медитация?
Выпуск 11: от человеческого мозга до мозга глобального
Выпуск 10: этические проблемы интерфейсов «мозг-мозг»
Выпуск 9: просоциальное поведение на фМРТ.
Выпуск 8: руки помощи.
Выпуск 7: почему IQ-тесты не всегда корректно работают?
Выпуск 6: что есть сознание и есть ли оно у интернета?
Выпуск 5: база данных ЭЭГ.
Выпуск 4: интерфейс «мозг-компьютер», прогресс за рамками определений.
Выпуск 3: магнитная стимуляция и поведенческая терапия.
Выпуск 2: как объяснить сознание.
Выпуск 1: нейропротезы замкнутого цикла.
