Ученые поняли, почему похожие прикосновения могут радовать и раздражать
Реакцию человеческого мозга на прикосновения к коже измерили ученые БФУ в составе исследовательского коллектива. Авторы работы считают, что противоположные эмоции от почти одинаковых прикосновений возникают из-за того, что сигнал о них передается по разным нейронным системам, и мозг обрабатывает информацию различными способами. По их словам, результаты экспериментов улучшают понимание, как именно нейронные сети мозга обрабатывают информацию от кожных рецепторов. Данные исследования представлены в The European Physical Journal Special Topics.
Тактильное восприятие – способ познания окружающего мира с помощью непосредственного соприкосновения с ним (например, ощупывания предметов). Оно помогает человеку или животному оценивать окружающую обстановку и контролировать точность и силу движений.
Информация об окружающих объектах и поверхностях поступает в головной мозг благодаря явлению механорецепции – способности человека или животного обнаруживать и реагировать на механические раздражители (прикосновения, изменения давления или позы, а также звуки). Специальные «сенсоры» получают сигнал от раздражителя, через нервную систему он передается в головной мозг, где и обрабатывается.
Системы восприятия и обработки разных типов информации от рецепторов, которые вызывают противоположные эмоции от практически одинаковых тактильных воздействий, экспериментально изучили с помощью электроэнцефалографии головного мозга ученые Балтийского федерального университета им. Иммануила Канта (БФУ) совместно с коллегами из Института русского языка имени А.С. Пушкина.
В ходе исследования было установлено, что существенно отличающиеся связи трех нейронных сетей головного мозга восприятия находятся в области обработки, отвечающих за память и возникновение эмоций тета-ритмов, колебания в которых ранее напрямую не связывались с тактильным восприятием.
«
"Наши результаты показывают, что при медленном, быстром и сверхлегком прикосновении в головном мозге возникают существенно различающиеся функциональные сети. Это согласуется с представлением о том, что в обработке этих различных тактильных ощущений участвуют разные системы восприятия прикосновений", – рассказал ведущий научный сотрудник Центра нейротехнологий и машинного обучения БФУ Семен Куркин.
Проведение экспериментов в Лаборатории исследования тактильной коммуникации
Ведущий научный сотрудник Центра нейротехнологий и машинного обучения БФУ Семен КуркинПроведение экспериментов в Лаборатории исследования тактильной коммуникацииВедущий научный сотрудник Центра нейротехнологий и машинного обучения БФУ Семен Куркин
Ученый подчеркнул, что наибольшие колебания тета-ритмов наблюдаются при быстрых прикосновениях, наименьшие – при медленных, тогда как при сверхлегких прикосновениях наблюдается промежуточная амплитуда.
По его мнению, эта закономерность может свидетельствовать о том, что мозг отдает предпочтение более быстрой обработке и потенциально более важной тактильной информации. Это согласуется с идеей о том, что мозг должен быстро реагировать на определенные сенсорные ощущения, например, связанные с быстро передвигающимися паразитами (паукообразными и насекомыми).
Центральное место в процессе восприятия тактильных сигналов занимают низкопороговые механорецепторы, расположенные по всей коже. Они реагируют на различные формы деформации кожи и передают информацию в центральную нервную систему с помощью особых нервных волокон, которые обеспечивают быструю передачу и обработку данных.
Также существует тип «сенсоров», сигнал от которых передается с меньшей скоростью, зато проецируется и на области мозга, ответственные за возникновение эмоций. Они объединены под названием С-тактильной системы и реагируют на легкие прикосновения, часто ассоциирующиеся с приятными ощущениями (например, легким ветром в жаркую, знойную погоду). Третья система восприятия прикосновений – книсмезис, которая воспринимает мимолетные касания, наоборот, вызывает тревогу, например щекотка.
«По мнению некоторых исследователей, эволюционное развитие книсмезиса у млекопитающих связано с необходимостью быстро реагировать на контакт с насекомыми. Наши исследования подтверждают эту гипотезу», – пояснил ученый.
Специалисты считают, что результаты их работы открывают возможности для будущих исследований, направленных на более глубокое изучение нейронных механизмов, лежащих в основе механосенсорных систем организма. Эти данные позволят установить механизм нарушений тактильного восприятия и сенсорной обработки у детей, страдающих расстройствами аутистического спектра и способствовать улучшению их навыков социальной адаптации, которые формируются при участии эмоциональных ощущений.
Исследование реализуется Лабораторией исследования тактильной коммуникации в рамках российской государственной программы поддержки университетов «Приоритет-2030» национального проекта «Наука и университеты», а также поддержано программой мегагрантов.