Исследование раскрывает, как мозг различает воображение и реальность
У вас когда-нибудь возникали в голове образы, которые казались почти реальными? Понимание того, как мозг разделяет воображение и реальность, является важным научным вопросом. Новое исследование проливает свет на способность мозга различать эти два понятия и раскрывает, почему этот процесс иногда несовершенен.
Исследователи обнаружили сенсорный сигнал, который помогает мозгу контролировать реальность
Каждый день люди создают в своем воображении яркие образы — от красивых пейзажей до знакомых лиц. Эти ментальные переживания могут казаться удивительно реальными, но мы обычно понимаем, что они не отражают текущую действительность. Как мозг умеет различать реальность и воображение?
Новое исследование Университетского колледжа Лондона, опубликованное онлайн в журнале Neuron 5 июня 2025 года, исследует нейронные механизмы, которые позволяют нам отличать воображение от реальности. Исследователи под руководством Надин Дикстра изучали, как мозг контролирует сенсорную активность, чтобы поддерживать суждения о том, что является реальным, а что воображаемым.
По мнению авторов, их открытие раскрывает простой, но мощный механизм: мозг отслеживает совокупную силу сенсорных сигналов в веретенообразной извилине (FG), области среднего уровня зрительной коры. Этот сигнал помогает формировать явные суждения о реальности — и объясняет, почему эти суждения иногда бывают ошибочными.
Что исследовали учёные
Исследование было направлено на решение фундаментального вопроса: как мозг определяет, отражает ли воспринимаемый сигнал внешнюю реальность или внутренне сгенерированное изображение? Предыдущие работы показали, что воображение и восприятие задействуют пересекающиеся нейронные системы, что создает возможность для путаницы между ними. Однако точные нейронные механизмы, лежащие в основе этого различия, оставались неясными.
Авторы предложили модель «порога реальности», в которой воспринимаемые и воображаемые сигналы суммируются для создания сигнала реальности. Если этот сигнал превышает порог, мозг классифицирует опыт как реальный; в противном случае он классифицируется как воображаемый. В ходе исследования эта модель проверялась путем наблюдения за поведением и мозговой активностью во время выполнения заданий, в которых намеренно создавались условия, при которых воображение и реальность могли быть спутаны.
Исследование основано на более ранних исследованиях, которые показывают, что такой сенсорный мониторинг может быть ключевой частью «мониторинга воспринимаемой реальности» — важной функции мозга, которая помогает предотвращать ложные восприятия.
Как проводилось исследование
В эксперименте приняли участие 26 здоровых взрослых добровольцев (14 женщин, средний возраст 23 года), все с нормальным или скорректированным до нормального зрения. Участники выполняли задание по визуальному обнаружению, проходя функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ).
Каждое испытание начиналось с краткого указания участникам представить себе сетку под углом 45° или -45°.Затем участники смотрели на динамический шум (быстро меняющийся случайный визуальный узор), в который могла быть встроена сетка или её могло не быть. Сетка, когда она присутствовала, соответствовала заданной ориентации в 50% испытаний. Участники сообщали, воспринимали ли они сетку, и оценивали яркость своих ментальных образов по четырёхбалльной шкале.
Уровни контрастности стимулов были индивидуально откалиброваны для достижения почти порогового уровня обнаружения. Эксперимент включал отдельные блоки для согласованных (совпадающие образы и стимулы) и несогласованных (несовпадающие образы и стимулы) условий, что позволило исследователям проанализировать, как согласованность влияет на восприятие и нейронную активность.
Исследователи также использовали компьютерное моделирование для проверки конкурирующих теорий мониторинга воспринимаемой реальности. Модели сравнивались с поведенческими и нейронными данными, чтобы определить механизмы, наилучшим образом объясняющие суждения участников об реальности.
В чём новизна данного исследования
Авторы подчёркивают, что «ключевым механизмом, с помощью которого мозг отличает воображение от реальности, является мониторинг активности среднего уровня зрительной коры».
Они также сообщают, что колебания активности в веретенообразной извилине предсказывали, когда участники путали воображаемые стимулы с реальными. Исследование также выявило сеть лобных областей мозга, включая переднюю островковую долю и дорсомедиальную префронтальную кору, которая взаимодействует с этим сенсорным сигналом, чтобы поддержать явные суждения о том, что является реальным.
По сравнению с предыдущими исследованиями, данное исследование более подробно продемонстрировало, как конкретные области мозга участвуют в контроле восприятия реальности. Авторы предполагают, что их открытия «закладывают основу для характеристики общей системы контроля восприятия реальности в человеческом мозге».
Ключевые выводы исследования
В исследовании приводятся несколько основных выводов:
- «Оценки реальности подкрепляются совокупной силой сенсорной активности, генерируемой либо образами, либо восприятием в веретенообразной извилине».
- «Колебания активности в этой области предсказывают путаницу между образами и восприятием на основе отдельных проб».
- Авторы обнаружили, что активность в веретенообразной извилине отражает как силу восприятия сигналов, так и яркость ментальных образов, что согласуется с сигналом реальности.
- По мнению авторов, лобные области мозга кодировали двоичные результаты оценок реальности и демонстрировали функциональную связь с веретенообразной извилиной.
- Исследование показало, что активность в веретенообразной извилине предсказывала, когда участники путали образы с восприятием, особенно в испытаниях, где воображаемые и воспринимаемые стимулы были совпадающими.
Выводы авторов
Авторы пришли к выводу, что контроль восприятия реальности зависит от контроля активности в среднем уровне зрительной коры, в частности в веретенообразной извилине. Они пишут: «Мы показываем, что скрытая переменная, чувствительная к комбинациям образов и восприятия, уникальным образом отслеживается в активности FG, что позволяет нижележащим областям мозга эффективно отличать реальность от воображения».
Они также предполагают, что контрольные сигналы, связанные с самогенерируемыми образами, сами по себе недостаточны для предотвращения путаницы. «Наши результаты показывают, что контрольные сигналы, связанные с самогенерируемым восприятием, недостаточны для того, чтобы отличить воображение от реальности».
Кроме того, в исследовании подчёркивается, что оценка реальности включает не только сенсорный мониторинг, но и активную трансформацию в лобных областях мозга. В частности, передняя островковая доля была идентифицирована как ключевой узел в преобразовании сенсорных сигналов в явные решения о том, что является реальным.
Более широкий научный контекст
Хотя исследование было сосредоточено на зрительном восприятии, авторы отмечают, что аналогичные механизмы могут действовать в различных сенсорных модальностях. Они упоминают, что вовлечение лобных областей, таких как передняя островковая доля, согласуется с результатами исследований слуховых галлюцинаций, что указывает на возможную общую роль в контроле восприятия реальности.
Результаты исследования также вносят вклад в более широкие усилия по пониманию того, как мозг строит когерентную модель реальности. Выявив специфический нейронный субстрат для сигнала реальности, исследование закладывает основу для будущих исследований функционирования этой системы как в здоровом, так и в нарушенном состоянии.
Ограничения и перспективы
Авторы признают, что их экспериментальный дизайн был сосредоточен на относительно простых визуальных стимулах (наклоненных сетках) и что в будущих исследованиях следует изучить, как мониторинг воспринимаемой реальности работает с более сложными или натуралистичными образами. Они также отмечают, что их выводы основаны на конкретном классе объектов, и предполагают, что остается открытым вопрос, можно ли обобщить наблюдаемые механизмы на другие типы стимулов.
Кроме того, авторы предлагают в будущих исследованиях изучить, как волевой контроль над ментальными образами влияет на мониторинг воспринимаемой реальности. Они отмечают необходимость изучить, действуют ли аналогичные нейронные механизмы в других сенсорных модальностях, таких как слух или осязание.
Исследование также подчёркивает, что индивидуальные различия в яркости образов и контроле внимания могут влиять на формирование суждений о реальности. Авторы предполагают, что изучение этих факторов может дать ценную информацию о том, почему некоторые люди более склонны к сбоям в мониторинге реальности.
В заключение авторы предлагают использовать полученные результаты в будущих исследованиях, направленных на изучение состояний, при которых нарушается контроль восприятия реальности, таких как галлюцинации, однако при этом оговаривают, что для обобщения результатов на клинические популяции необходимы дополнительные исследования.
Заключение
Это исследование даёт новое представление о том, как человеческий мозг отличает воображение от реальности. Выявив сенсорный сигнал в веретенообразной извилине, который отслеживает совокупную силу воображаемых и воспринимаемых сигналов, исследователи предлагают потенциальную нейронную основу для контроля восприятия реальности. Авторы подчёркивают, что необходимы дальнейшие исследования для изучения общего характера этого механизма и его значимости для различных сенсорных модальностей и индивидуальных различий.
С оригинальным исследованием можно ознакомиться здесь: https://doi.org/10.1016/j.neuron.2025.05.015
Информация в этой статье предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является медицинской рекомендацией. По вопросам, связанным с лечением или здоровьем, проконсультируйтесь с профильным специалистом.
