Два чувства лучше одного: как мозг объединяет зрение и слух для молниеносной реакции на угрозу
Фото: PHAG
Давно известно, что когда одновременно задействованы два органа чувств, например зрение и слух, реакция оказывается гораздо быстрее и точнее, чем если бы поступал сигнал только от одного из них. Представьте, что кто‑то едет по лесу, и внезапный шорох под ногами сопровождается шевелением травы. В таком случае шанс заметить опасность, скажем змею, значительно выше, чем если бы среагировал только слух, а зрение — отдельно. Учёные из Рочестерского Университета и их коллеги из Дублина наконец выяснили, как именно мозг объединяет такие сигналы и принимает обобщённое решение. Сотрудничество между ними длилось годами, что обычно бывает, когда дело касается фундаментальной нейробиологии. Всё это исследование опубликовано в престижном журнале Nature Human Behavior, что само за себя говорит: результат обещает быть важным.
Команда предложила простой, но гениальный эксперимент. Людям показывали движущиеся точки и одновременно проигрывали серию звуков. Когда изменялось либо движение точек, либо звук, либо и то и другое, участники нажимали кнопку. При этом активность мозга отслеживали при помощи электроэнцефалографии. В результате учёные заметили: когда меняются два сигнала сразу — визуальный и слуховой — решения формируются параллельно, но затем сливаются в моторной системе, отвечающей за движение, и это позволяет реагировать значительно быстрее. То есть мозг не ждёт, пока один сигнал будет полностью обработан. Сначала каждый орган чувств обрабатывает информацию независимо. Но затем эти два потока сходятся и создают общий ответ.
Один из исследователей объяснил так: сначала каждый чувствительный путь копит информацию, а потом их данные интегрируются уже там, где принимается решение о движении. И именно на этом этапе возникает единый сигнал, который запускает действие.
Поведение участников эксперимента хорошо согласовалось с компьютерными моделями. Учёные предложили две: в одной сенсорные сигналы просто соревновались — кто быстрее, тот и лидер. В другой — сначала обрабатывались отдельно, а потом объединялись перед передачей в моторную систему. Обе модели работали до тех пор, пока исследователи не ввели небольшую задержку в один из сигналов. И тогда вторая стала объяснять все данные точнее: когда появляются небольшие задержки, только интеграция сигналов позволяет системе прийти к единому и правильному решению.
