Чтобы сформировать как можно более полное представление о внешнем мире, наш мозг прибегает к мультисенсорной обработке информации. Он собирает и интегрирует информацию, поступающую от всех органов чувств.
Но присуще ли это свойство мозгу с рождения или оно развивается с опытом – пока остается неясным. В новом исследовании, опубликованном в Nature Human Behavior, исследователи из Италии проверили, сохраняется ли способность мозга соотносить стимулы различной модальности несмотря на полное отсутствие предшествующего слухового или зрительного опыта.
Мультисенсорная обработка информации мозгом – это процесс, который предполагает объединение поступающих от органов чувств стимулов разной модальности и решение проблемы соответствия, то есть связывания событий в пространстве и времени. Проще говоря, когда мы видим собаку (визуальный стимул) и слышим ее лай (аудио стимул), наш мозг сочетает эти два сигнала, поступающие через два разных сенсорных органа, и сообщает, что они относятся к одному и тому же объекту в мире.
Обработкой информации, поступающей от слуховых и зрительных рецепторов, занимается система, состоящая из нескольких областей головного мозга. Центральным ее звеном выступает верхняя височная кора.
Хотя имеются некоторые данные о том, что мультисенсорная обработка присутствует уже у новорожденных, аудиовизуальный опыт, по-видимому, имеет решающее значение для развития более сложных мультисенсорных вычислений. Тем не менее пока не известно, в какой степени опыт служит предпосылкой развития верхней височной коры и способности обнаруживать общие черты между двумя сенсорными потоками.
Новое исследование, проведенное командой нейробиологов из IMT Школы перспективных исследований в Лукке и Туринского университета (Италия), показало, что способность мозга представлять связную информацию через органы чувств в первую очередь зависит от врожденной функциональной архитектуры определенных областей коры головного мозга, которые работают независимо от любого сенсорного опыта, приобретенного после рождения.
Проверить идею о влиянии врожденной структуры мозга на восприятие сенсорных событий на младенцах довольно трудно, поэтому исследователи определили последовательные реакции у взрослых, которые с рождения лишены зрения и слуха. Любая общая реакция мозга у этих людей и здоровых будет свидетельствовать о врожденных вычислительных особенностях мозга.
Для эксперимента исследователи составили две группы людей: взрослых с сенсорной депривацией (слепые и глухие с рождения) и людей с типичным развитием. Участникам обоих групп предлагалось ознакомиться со специально смонтированным фильмом «101 далматинец» в одной из трех форм: аудиовизуальной, только аудио- или только визуальной. Во время ознакомления испытуемых с фильмом исследователи изучали активности их мозга. Они характеризовали когерентность (взаимосвязь) нейронных ответов, вызванных во время естественной стимуляции, в разных модальностях и в независимых выборках, выполнив три различных эксперимента с фМРТ. В частности, слепые люди слушали аудио версию фильма, а глухие смотрели визуальную версию.
Исследователи исходили из предположения о том, что любое свидетельство синхронизации активности в верхней височной коре в зависимости от условий и экспериментальных групп будет свидетельствовать о том, что эта область вносит вклад в формирование общего представления о зрительных и слуховых характеристиках, несмотря на столь разные сенсорные переживания, которые люди приобрели в процессе жизни.
Результаты показали, что синхронизация активности в верхней височной коре возникает, несмотря на отсутствие аудиовизуальных сигналов с рождения и, следовательно, независимо от полученного в течение жизни аудиовизуального сенсорного опыта. Это наблюдение подтверждает гипотезу о том, что верхняя височная кора наделена функциональным каркасом для кодирования основных свойств раздражителей и связывания информации из зрительного и акустического каналов.
Авторы исследования отмечают, что их работа важна для обоснования и поддержки внедрения в общество инклюзивных образовательных стратегий и продвижения социальной политики для людей с сенсорными нарушениями, поскольку их мозг не отличается от мозга людей с типичным сенсорным восприятием.
Текст: Анна Удоратина