Фильм «Матрица» больше не будет казаться таким уж фантастичным: американские учёные частично воплотили его в жизнь. По крайней мере, им удалось показать, что человек может взаимодействовать с виртуальной реальностью без использования органов чувств – лишь посредством прямой стимуляции мозга.
В ходе исследования учёные использовали метод транскраниальной магнитной стимуляции (или ТМС), которая позволяет неинвазивно воздействовать на кору головного мозга с помощью коротких магнитных импульсов.
Пятерым добровольцам предложили пройти сквозь невидимый (для участников) 2D-лабиринт в виртуальной реальности, при этом с помощью ТМС учёные воздействовали на зрительную кору головного мозга каждого участника. Такое воздействие помогло испытуемым наблюдать фосфены – светящиеся пятна, представляющие собой зрительное ощущение, которое возникает у человека без воздействия света на глаз.
Возбуждение разных областей коры может приводить к появлению фосфенов определённой формы (точки, фигуры), и авторы работы использовали их как способ передачи искусственной информации.
Всего был сгенерирован 21 лабиринт – 14 экспериментальных и 7 контрольных, которые изначально «перемешали» между собой. Разница заключалась в том, что при прохождении контрольных лабиринтов использовалась специальная заглушка на катушке аппарата ТМС, которая предотвращала саму стимуляцию, но при этом сохранялись остальные признаки работы (к примеру, слышался гул аппарата). Цель состояла в том, чтобы участник думал, что воздействие продолжается. Скорость передачи информации в среднем составляла 72 бита в час.
Каждый лабиринт состоял из десяти этапов (или «шагов») – передвижений вперёд или вниз. Также в них были повороты (до шести), на которых направление движения менялось, и после каждого шага доброволец сам должен был выбрать одно из двух следующих движений.
Как мы уже отметили, участники эксперимента получали информацию о виртуальном пространстве только с помощью ТМС. Если впереди не было ничего, это означало, что путь свободен и можно двигаться, а если появлялся фосфен, это был сигнал о том, что впереди стена.
Результаты эксперимента оказались следующими: участники в 92% случаев делали правильные шаги, если получали подсказки в виде фосфенов. А при прохождении контрольных лабиринтов (когда фосфены не появлялись) доля верных шагов составила всего 15%.
«Пространство виртуальной реальности помогают создать дисплеи, наушники или очки, однако в конечном итоге человеческий мозг сам формирует эту реальность. Главный вопрос, на который мы искали ответ, — способен ли человек воссоздать пространство, которое он никогда не видел, на основе одной только искусственной информации, поступающей непосредственно в мозг, без сенсорных сигналов. И ответ оказался положительным», — заключает руководитель исследования профессор Вашингтонского университета и директор Центра сенсомоторной нейроинженерии (Center for Sensorimotor Neural Engineering) Раджеш Рао (Rajesh Rao).
Авторы работы полагают, что в будущем те же самые методы могут стать основой для разработки устройств для слепых и слабовидящих людей, а также помогут в создании так называемого «шестого чувства». В то же время, по словам Рао, это лишь маленький шаг на пути к пониманию способностей человеческого мозга и создания новых возможностей виртуальной реальности.
Научная статья по итогам исследования опубликована в специализированном издании Frontiersin Robotics and AI.
Напомним, что ранее метод ТМС помог учёным научиться включать и выключать либидо, а также возрождать забытые воспоминания.
Автор: Юлия Воробьёва