Jak bardzo plastyczny jest mózg? Może nauczyć się latać

wczoraj, 09:38 | Nauki przyrodnicze

Mózg to niezwykle plastyczny organ. O tym wiemy od dawna. Tajemnicą pozostaje, jak daleko sięga ta plastyczność. Przeprowadzone w Chinach badania sugerują, że bardzo daleko. Nasz mózg przez miliony lat ewolucji uczył się rozpoznawać i kontrolować konkretny zestaw kończyn. Tymczasem Ziyi Xiong z Beijing Normal University oraz Yiyang Cai z Uniwersytetu Pekińskiego i ich zespół postanowili sprawdzić, co się stanie jeśli przez tydzień będziemy oszukiwać mózg, dając mu do dyspozycji wirtualne skrzydła. O wynikach badań poinformowali na łamach Cell Reports.

Badacze przeprowadzili eksperyment z wykorzystaniem wirtualnej rzeczywistości. Dwudziestu pięciu ochotników korzystało z gogli VR oraz czujników ruchu umieszczonych na ramionach. Gdy poruszali łokciami i nadgarstkami w prawdziwym świecie, ich wirtualne skrzydła trzepotały w cyfrowej przestrzeni. Przez cztery sesje rozłożone na siedem dni uczestnicy ćwiczyli posługiwanie się tymi skrzydłami, uczyli się fizyki lotu.

Przed i po zakończeniu treningu wszyscy uczestnicy przeszli badanie funkcjonalnym rezonansem magnetycznym (fMRI). Naukowcy skupili się na korze skroniowo-potylicznej (OTC) – obszarze mózgu zaangażowanym w przetwarzanie wzrokowe, w tym rozpoznawanie części ciała i kształtów. Wyniki okazały się zaskakujące.

Po treningu OTC reagowała inaczej na obrazy skrzydeł niż przed nim. Co więcej, wzorce aktywności nerwowej wywoływane przez widok skrzydeł stały się bardziej podobne do wzorców, jakie mózg generuje przy patrzeniu na kończyny górne. Innymi słowy, mózg zaczął traktować skrzydła trochę jak własne ręce. Badacze zaobserwowali też wzmożoną komunikację między obszarami mózgu odpowiadającymi za wzrokowe przetwarzanie ciała a regionami odpowiedzialnymi za ruch i dotyk. Sugeruje to, że mózg aktywnie wzmacniał połączenia funkcjonalne między widokiem skrzydeł, a układami kontrolującymi i czującymi ciało.

Co istotne, zmiany te nie dotyczyły wyłącznie konkretnych skrzydeł używanych podczas treningu. Taki sam efekt wystąpił też w odpowiedzi na obrazy skrzydeł ptaków, których uczestnicy nigdy podczas treningu nie widzieli. Wyklucza to prostą hipotezę, że mózg uczył się jedynie rozpoznawać znajomy wzrokowy kształt. Doszło do głębszej zmiany, związanej z funkcją i znaczeniem skrzydeł jako narzędzia lotu.

Naukowcy uważają, że odkrycie może mieć praktyczne zastosowanie w medycynie. Plastyczność mózgu wykazana w eksperymencie otwiera drogę do opracowania lepszych protez i innych technologii, które mózg mógłby przyjąć jako funkcjonalne przedłużenie własnego ciała. Tydzień latania na wirtualnych skrzydłach wystarczył, by zmienić to, jak mózg widzi świat i sam siebie.

mózg plastyczność skrzydła lot latanie