Ученые выяснили принцип работы мозга в процессе мышления
Области, в которых наблюдалась специфическая активность мозгаСхема: Schlegel et.al., Network structure and dynamics of the mental workspace
Группа нейробиологов из Дартмутского колледжа (США) выяснила то, какие именно участки коры головного мозга активируются при решении задач, требующих активного участия воображения. У добровольцев, которых просили мысленно сложить из нескольких частей сложную фигуру, активно работало сразу несколько зон лобной и теменной коры. Подробности исследования, проведенного при помощи магнитно-резонансного томографа, приводятся в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Исследователи поставили перед собой цель выяснить то, каковы те специфические участки мозга, которые позволяют людям совершать операции с воображаемыми образами. Для этого они показывали 16 добровольцам (10 мужчин и 6 женщин в возрасте от 19 до 30 лет) наборы абстрактных фигур, которые требовалось либо запомнить и потом узнать среди нескольких аналогов, либо собрать из меньших частей, либо, напротив, разобрать на составляющие. Все эти задания испытуемые выполняли сидя внутри магнитно-резонансного томографа, который регистрировал поглощение кислорода в кровеносных сосудах мозга: это поглощение усиливается при активной работе нейронов и потому позволяет ученым сделать выводы об активности тех или иных участков коры больших полушарий.
Простое задание по запоминанию фигуры c последующим ее опознанием использовалось в качестве контрольного. Анализ собранного материала позволил сделать вывод о том, что активные манипуляции с образами геометрических фигур требуют участия 11 разных участков коры вместе с подкорковыми структурами. Специфическая активность мозга была максимальна в области зрительной коры, в задней теменной области коры (одна из ассоциативных зон), дорсолатеральная префронтальная кора и предклинье, участок в задней части теменной коры.
Эти данные свидетельствуют о том, что мозг при операциях над воображаемыми объектами задействует те же участки, которые связаны с восприятием реальных визуальных стимулов. В своей статье ученые подчеркивают, что такая трактовка результатов опытов хорошо согласуется с прошлыми наблюдениями других коллективов и подтверждает гипотезу, которая была сформирована еще до начала работы. Исследователи предполагали, что обнаружат активность сразу в нескольких зонах, распределенных по затылочной (где находится зрительная кора), теменной (ассоциативные центры) и лобной (высшие когнитивные функции) долям коры. Нейробиологи также пишут про то, что ранее активность многих этих зон в схожих задачах была продемонстрирована другими учеными, но до сегодняшнего дня эти данные не сопоставлялись в рамках одного опыта с контрольной задачей, решение которой не требует привлечения воображения в той же степени, в которой его требует складывание или разбор на части сложных фигур.
Используемая авторами методика не позволила выявить разницу между заданиями по сборке и разборке составных фигур, поэтому сами исследователи не говорят об установлении однозначного соответствия между активностью мозга и решением какой-либо задачи. По их словам, основным итогом опытов стало то, что была доказана важность согласования разных нейрональных сетей для работы воображения, а не то, что ученые научились по активности мозга определять то, чем занят человек в данный момент времени.
Применение магнитно-резонансных томографов (МРТ), способных отслеживать изменения в работе мозга, привело к революции в нейробиологических исследованиях. Несмотря на сравнительную дороговизну оборудования, сочетание безопасности для испытуемых (МРТ не требует ионизирующего облучения) с высокой разрешающей способностью и возможностью вести длительные наблюдения привело к тому, что МРТ стали применяться в большинстве исследований. Наиболее популярной альтернативой МРТ является электроэнцефалография (регистрация электрической активности при помощи электродов на поверхности кожи головы), а вот позитрон-эмиссионная томография в настоящее время для научных целей применяется крайне редко: этот метод требует введения в кровь радиоактивной метки и в силу этого сопряжен с рисками и большей стоимостью при сопоставимой или даже меньшей информативности.
