Нейробиологи выяснили, что чувство физического «я» возникает благодаря электрическим ритмам в теменной коре, которые работают как «тактовая частота» процессора. Управляя этими колебаниями, исследователи смогли менять способность людей отличать собственную руку от резинового протеза.
Чтобы человек чувствовал руку «своей», мозг должен решить сложную задачу: объединить то, что видят глаза, с тем, что чувствует кожа. Если вы видите касание и чувствуете его одновременно — это ваша рука. Но поскольку сигналы идут по нервам с разной скоростью, у мозга есть «допустимый интервал» (временное окно), внутри которого он считает события одновременными.
Ученые давно предполагали, что восприятие работает не сплошным потоком, а дискретными «кадрами», длина которых зависит от альфа-ритмов мозга. Однако было неизвестно, влияет ли эта «кадровая частота» на базовое самосознание — понимание того, где заканчивается тело и начинается внешний мир.
Авторы исследования, опубликованного в журнале Nature Communications, использовали классическую «иллюзию резиновой руки», автоматизировав ее для точности. Роботизированные манипуляторы наносили ритмичные удары по скрытой настоящей руке участника и по лежащему на виду резиновому протезу. Ученые меняли задержку между ударами с точностью до миллисекунд, фиксируя момент, когда человек переставал считать резиновую руку своей.
Затем исследователи перешли от наблюдения к управлению. Они прикрепили к головам добровольцев электроды и с помощью транскраниальной стимуляции переменным током (tACS) начали диктовать мозгу ритм работы. Одной группе искусственно замедляли альфа-ритмы теменной коры до восьми герц, другой — ускоряли до 13 герц.
Эксперимент показал, что альфа-ритм действительно работает как «затвор камеры», нарезающий реальность на кадры. Участники, которым «разогнали» мозг до 13 герц, стали сверхчувствительными: их временное окно сузилось, и они перестали поддаваться иллюзии при малейшей задержке ударов. Напротив, замедление ритма до восьми герц привело к тому, что «кадры» восприятия стали длиннее. В один такой кадр попадали даже рассогласованные события, и мозг ошибочно объединял их. В результате люди начинали чувствовать резиновую руку своей, даже когда роботы били по ней с заметным отставанием.
Чувство телесной принадлежности оказалось динамическим процессом, основанным на математике нейронных колебаний. Это открытие объясняет природу галлюцинаций при шизофрении (где часто наблюдается замедленный альфа-ритм) и открывает путь к созданию технологий, позволяющих мозгу быстрее «принимать» протезы или аватары в виртуальной реальности.