Несколько лет назад лондонский дизайнер по имени Дэни Клод представил миру "Третий большой палец" — роботизированный палец, управляемый с помощью датчиков давления под ногами. Проект был скорее идеей, чем прототипом, исследуя футуристические идеи, связанные с увеличением возможностей тела.

Читай также: Ученые обнаружили у людей "ген шестого чувства"

Команда нейробиологов, работающих в лаборатории пластичности Университетского колледжа Лондона, увидела в новостях про палец и немедленно связалась с Клодом. Они изучали, как человеческий мозг адаптируется к работе с аугментативными технологиями, и Третий большой палец был идеальным устройством для включения в их исследования.

"Увеличение тела — это растущая область, направленная на расширение наших физических возможностей, но нам не хватает четкого понимания того, как наш мозг может адаптироваться к этому, — объясняет Тамир Макин, руководитель лаборатории пластичности и ведущий автор нового исследования. Используя умно разработанный большой палец, мы стремились ответить на ключевые вопросы о том, может ли человеческий мозг поддерживать дополнительную часть тела и как технология может повлиять на наш мозг".

Мозг научился пользоваться шестым пальцем
UCL

Исследователи набрали 20 человек, каждый из которых провел в лаборатории по пять дней обучения работе с третьим пальцем. Им было рекомендовано брать устройство с собой домой каждый вечер и пытаться использовать его в общей сложности от двух до шести часов в день.

В начале и в конце исследования всех участников сканировали с помощью МРТ, чтобы отслеживать активность мозга при движении пальцами. Также была набрана контрольная группа из десяти участников. Они прошли тот же пятидневный тренировочный протокол, но использовали статическую версию третьего пальца.

Читай также: Исследование: Идеального мужчины не существует

Исследование показало, что всего через пять дней использования третьего большого пальца произошли значительные изменения в активности сенсомоторной коры головного мозга. Самое большое изменение произошло в областях мозга, отвечающих за представление рук.

Обычно, когда мы используем инструменты, наш мозг не меняет своего биологического представления о руке. Например, чтобы использовать молоток, мы просто крепко сжимаем инструмент рукой. Наш мозг все еще понимает форму нашей руки и пяти пальцев.

Но поразительным открытием этого нового исследования стало то, как быстро это фундаментальное представление руки изменилось в мозгу. Всего через пять дней использования дополнительного пальца активность мозга, связанная с каждым пальцем, стала менее отчетливой. Это означает, что представительство нервной руки в сенсомоторной коре головного мозга уменьшилось.

"В нашей лаборатории мы уже некоторое время изучаем изображения рук, и обычно мы видим, что представление рук остается очень стабильным, очень последовательным внутри и между участниками", — объясняет Паулина Килиба, первый автор исследования. "Например, даже после самого глубокого изменения ампутации кисти и руки изображение ампутированной руки в мозгу остается стабильным. Так что увидеть, как это изменилось, всего лишь через пять дней использования пальца для нас нетривиально!"

Палец активируется датчиками давления под пальцами ног
UCL

Контрольная МРТ, проведенная через неделю, показала, что эти сенсомоторные изменения нормализовались. Килиба говорит, что это быстрое возвращение к нормальному представлению нейронной руки может быть связано с короткими временными рамками исследования. Этот конкретный аспект исследования требует гораздо большего изучения, поскольку могут иметь серьезные последствия для безопасности, если устройства увеличения тела навсегда изменят способность мозга управлять телом.

Читай также: Мозг человека подружили с третьей рукой

"Смогут ли люди, носящие дополнительные руки в течение длительного периода времени, например во время работы на фабрике, эффективно адаптироваться к своим естественным движениям тела, когда после этого едут домой?" — спрашивает Килиба. "Мы должны обеспечить безопасность использования этих устройств даже после того, как пользователь их снимет".

И именно здесь исследование быстро превращается из академического любопытства в нечто, имеющее значение для реального мира. Экзоскелеты или устройства, предлагающие дополнительные конечности являются уже не сферой научной фантастики. Поэтому очень важно понимать, как наш мозг реагирует и адаптируется к этим устройствам.

"… Что произойдет, если мы дадим эти устройства детям или подросткам — как увеличение повлияет на их гораздо более пластичный мозг?" — спрашивает Клод. "Мы должны гарантировать, что, научившись управлять устройством увеличения, мы не оказываем негативного воздействия на двигательные возможности биологической руки и тела".

Новое исследование было опубликовано в журнале Science Robotics .

Напомним, ранее сообщалось, что ученые выяснили, почему у человека пять пальцев на руках.

Хотите знать важные и актуальные новости раньше всех? Подписывайтесь на Bigmir)net в Facebook и Telegram.

magne1906