Как это происходит, в центре внимания нового исследования ученых Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Исследователи использовали нейровизуализацию, чтобы расшифровать, как мозг преобразует сенсорную информацию в действие. Их результаты опубликованы в The Journal of Neuroscience.
Докторант новой межведомственной аспирантской программы UCSB по динамической нейробиологии, ведущий автор Дебора Барани и ее коллеги измерили активность мозга, когда участники совершали движения запястьями в разных направлениях (влево и вправо или вверх и вниз) в одной из двух поз, находясь на сканере МРТ.
«Попытка записать движения, выполняемые в сканере, была первой серьезной проблемой эксперимента», — сказал Барани. Для этого она реализовала сложную установку, в которой камеры записывали светодиодные фонари, расположенные на правой руке, чтобы отслеживать очень мелкие движения во время сканирования мозга. "В конечном итоге нам удалось собрать обширный набор данных о движениях, связанных с активностью мозга."
Исследователи использовали технику анализа, которая позволила им проанализировать конкретные паттерны мозговой активности, соответствующие различным аспектам движения. Основываясь на предыдущих исследованиях, они нашли области мозга, содержащие карты пространственного местоположения, в котором должно было происходить движение, а также фактического направления движения. Одна из этих областей, верхняя теменная долька, содержала информацию как о местонахождении, так и о направлении, предполагая, что эта область помогает облегчить процесс трансформации.
Неожиданным открытием стало то, что эти связанные с движением карты очень чувствительны к положению руки. «Было удивительно видеть изображения позы во всей двигательной системе», — сказал Барани. "Это может означать, что планирование, зависящее от осанки, более широко распространено в мозге, чем считалось ранее."
«Даже если вы можете различать активность мозга по двум действиям, вы все равно не знаете, связано ли это с различиями в том, где находятся объекты в мире, или с различиями в способах использования мускулов», — сказал Скотт Графтон, профессор Департамент психологии и науки о мозге UCSB и директор лаборатории действий кампуса, членом которой является Барани. "Дебора нашла способ преодолеть эту неопределенность с помощью современных методов декодирования."
Эта работа помогает объяснить дефицит пациентов с неврологическим поражением, влияющий на обработку зрительно-моторных преобразований. Выводы исследователей могут направлять разработку новых методов лечения пациентов с атаксией зрительного нерва (неспособность точно дотянуться до объектов) и идеомоторной апраксией (дефицит имитации жестов по команде).