Британські вчені продемонстрували, що людський мозок може швидко пристосуватися до використання додаткової, роботизованої частини тіла. В учасників дослідження, які використовували роботизований третій великий палець на руці, менш ніж за тиждень змінилося представлення власного тіла у мозку. Результати дослідів опубліковані в журналі Science Robotics.
UCL
Чому це вивчали?
Фантастичні твори мистецтва, зокрема кінематографу, вже давно поселили в людях надію на те, що колись ми зможемо доповнювати наші тіла роботизованими частинами. Насправді, зважаючи на сучасний розвиток технологій, тема вже вийшла за межі фантастики. Уже зараз існують протези, якими можна керувати силою думки. Але у такому разі мова йде про заміщення втраченої частини тіла її замінником. Це дещо відрізняється від того, коли ми хочемо розширити наявні фізичні можливості додаванням, наприклад, третьої чи навіть четвертої роботизованої руки. Поки що в науці бракує знань щодо того, як реагуватиме та пристосовуватиметься до такого втручання мозок, у якому закодовано сприйняття тіла разом із окремими його частинами, до яких не входить зайва кінцівка, окрім чотирьох, що виникли дуже давно в еволюційному плані. У цьому питанні спробували розібратися дослідники з Університетського коледжу Лондона.
Як вони підійшли до завдання?
Вчені вирішили дослідити, як люди реагуватимуть на додавання ще одного пальця. Для цього вони провели дослідження, у якому взяли участь двадцятеро добровольців. Їм одягнули на руку надрукований на 3D-принтері Третій великий палець (Third Thumb), який розташовувався на протилежному від власного великого пальця боці, тобто біля мізинця. Штучний палець приводився у рух бездротово за допомогою тиску великих пальців ніг, на яких розташували сенсори. Палець кожної ноги відповідав за здійснення рухів протезом у різних напрямках.
Учасників дослідження протягом п'яти днів тренували використовувати Третій великий палець. У лабораторії вони по 2-6 годин виконували завдання, які допомагали збільшити кооперацію між роботою руки та пластикового пальця. Приміром, будувати однією рукою вежу з дерев'яних брусочків, виконуючи математичне завдання. Добровольців також заохочували використовувати палець вдома. Крім цього, учасники проходили до та після тренувань низку поведінкових тестів та МРТ-сканування мозку.
Які результати дослідження?
Як зазначають дослідники, учасники дуже швидко звикли до додаткового пальця, який відчувався ними наче власна частина тіла. Вони змінили свої звичні рухи рукою, які здійснювали після тренувань не задумуючись.
МРТ-сканування показало, що за короткий час у мозкові відбулися зміни у сприйнятті тієї руки, до якої додали ще один великий палець. У сенсомоторній корі став представлятися Третій великий палець, який разом із іншими мав більше схожості в схемах активності, ніж до використання доповнення. Через тиждень у деяких учасників ці зміни в мозку стали менш явними, тому вчені припускають, що вони можуть бути недовготривалими.
Автори кажуть, їхня робота вперше показала, як мозок може швидко пристосуватися до використання додаткової частини тіла. Однак необхідно провести більше досліджень, щоб краще зрозуміти, які наслідки має це пристосування для роботи мозку, та розробляти вдосконалені протези й роботизовані доповнення.