Як мозок реагує на віртуальну реальність

Нейрофізики в Університеті Каліфорнія, Лос-Анджелес продовжує вивчати мозок у віртуальній реальності. Не так довго, вони виявили, що нейрони в мозку, відповідальному за картографічну площу, реагують на віртуальну реальність по-різному. Для людей, які використовують віртуальну реальність для ігор, військових тренажерів, комерційних, наукових цілей та інших цілей.

«Зразок діяльності в області мозку залучений до просторової спрямованості у віртуальному світі, повністю відрізняється, ніж при обробці діяльності в реальному світі», – зазначив Маяк Мета, професор фізики, неврології та нейронауки Університету Каліфорнії, провідний автор дослідження. Як більше людей використовують віртуальну реальність, важливо зрозуміти, чому є така велика різниця.

Учені навчалися hippocampus, області мозку, залучених до захворювань, таких як Alzheimer, інсульт, депресія, шизофренія, епілепсія та PTSD. hippocampus також відіграє важливу роль у формуванні нових спогадів і створенні психічних карт простору. Наприклад, коли людина досліджує приміщення, hippocampal нейрони стають вибірково активними, створюючи «пізнавальну карту» навколишнього середовища.

Механізм, за допомогою якого мозок створює такі когнітивні карти, залишаються таємницею, але нейронауковці пропонують, що hippocampus обчислює відстань між предметом та навколишніми пам'ятками, такими як будівлі та гори. Інші сигнали, такі як запахи і звуки, також можуть допомогти мозку визначити відстані до об'єктів.

Щоб перевірити, чи може насправді сформувати просторову карту лише візуальними пам’ятками, команда Meth розробила неінвазивне віртуальне середовище реальності та навчалася, як гіппокемпальні нейрони в мозку щурів, які відповідають віртуальному світу без можливості використання запахів та звуків як сигналів.

Вчені розміщують щури на біговій доріжці, оточеній «віртуальним світом» на великих відеоекранах — занурення ще більш потужною, ніж IMAX — і в тихому, темному приміщенні. Вони потім вимірюють поведінку щурів і активність сотень гіппокамальних нейронів. Вони також вимірюють поведінку щурів і невралну активність, як вони перенесли в реальну кімнату, яка виглядала точно як віртуальний номер.

Вчені дивилися, що результати віртуальних та реальних середовищ були абсолютно різними. У віртуальному світі нейрони щурів вистріляли випадково, так як якщо вони не мали ідеї, де щури були — навіть якщо самі щури поводяться в реальний і віртуальний світ.

"Карта повністю зникла", - сказав Мета. - Очікується ніхто. Діяльність нейронів випадково визначила позицію щурів у віртуальному світі. й

Захара Агхаян, студентка університету Каліфорнія, а також автор дослідження: Ретельний математичний аналіз показав, що нейрони в віртуальному світі розраховують відстань, які щури подорожували, незалежно від того, де вони були в віртуальному просторі.

Дослідники були шоковані, щоб знайти те, що в той час як гіппокемальні нейрони щурів були високоактивні в умовах реального світу, більше половини з них закривали у віртуальних середовищах. Віртуальний світ, який використовується в дослідженні, був дуже схожий на середовище віртуальної реальності, що використовується людиною, а нейрони в мозку щурів дуже важко відрізняти від людського мозку, говорить Мета. Неймовірна модель в віртуальній реальності відрізняється від шаблону активності в реальному світі. Ми повинні повністю зрозуміти, як віртуальна реальність впливає на мозок. й

На додаток до аналізу діяльності окремих нейронів, команда Meth вивчає великі групи клітин мозку. Попередні дослідження показали, що група нейронів створює комплексну картину з використанням ритмів мозку.

«Це комплексні ритми мають вирішальне значення для вивчення та пам'яті, але ми не можемо почути або побачити ці ритми у наших головах. Вони приховані від нас, Meta коментує. Комплексна картина, яку вони створюють за межі інтерпретації людини. Нейрони в цій області пам'яті спілкуються один з одним за допомогою двох абсолютно різних мов одночасно. Одна мова ґрунтується на ритмі, іншому на інтенсивності. й

Мета говорить про те, що кожен нейрон в hippocampus говорить дві мови одночасно, порівнюючи явища до багатьох одночасних мелодій в фузі Bach. Вчені говорять про те, що в віртуальному середовищі ритмічна мова має схожу структуру до того, що знаходиться в реальному світі, навіть якщо вона спілкується щось принципово різне в кожному з світів. Однак мова на основі інтенсивності повністю знищується.

Коли люди йдуть або намагаються запам'ятати щось, активність стегна стає дуже ритмічною, і є складний візерунок ритмів, говорить Мета. Ці ритми сприяють утворенню спогадів і здатності їх згадати. Мета полягає в тому, що в деяких людей з порушеннями пам'яті, ці ритми порушуються.

«Уроки, які беруть участь у пам’яті, взаємодіють з іншими частинами хіппокампу як оркестру», – коментує Мета. Навіть якщо кожна скрипка і трубка грає свою гру бездоганно, вони повинні бути ідеально синхронізованими.

Мета вважає, що за допомогою задніх і синхронізації цих ритмів лікарі зможуть відновити пошкоджену пам'ять, але це не буде легко. Нейрони і засмаги — зв'язки між нейронами — залишаються неймовірно складними машинами.

Вчені проводять будь-які експерименти по щурам, тому що неможливе і неетичну для проведення таких досліджень у людини, принаймні в даний момент.

Джерело: hi-news.ru