Виртуальные крылья стали для мозга реальными конечностями: эксперимент с 25 добровольцами

Двадцать пять человек научились летать с помощью виртуальных крыльев. После недели тренировок их мозг начал воспринимать крылья как настоящие части тела. К такому выводу пришли исследователи Пекинского университета, опубликовавшие результаты в журнале Cell Reports .

Как проходил эксперимент

В основе исследования лежало давнее желание когнитивного нейробиолога Яньчао Би летать самостоятельно. За чашкой кофе весной 2023 года она поделилась этой мечтой с Кунлинем Вэем, руководителем лаборатории моторного контроля университета. Разговор перерос в научный вопрос: могут ли люди научиться управлять крыльями в виртуальной реальности и как при этом изменится их мозг? 

Коллега исследователей, нейробиолог Иян Цай, разработал недельную программу тренировок, основанную на механике птичьего полета. Двадцать пять добровольцев надели шлемы виртуальной реальности и датчики захвата движения. В виртуальном зеркале они видели себя в образе птицеподобных существ с огромными крыльями ржаво-красного цвета. Когда они вращали запястьями и взмахивали руками, крылья двигались .

На протяжении серии заданий участники постепенно учились использовать виртуальные крылья. Они отбивали падающие воздушные шары, удерживались в воздухе над крутыми скалами и даже пролетали сквозь кольца. Нейробиолог Цзыи Сюн из Пекинского педагогического университета отметила, что одни участники научились летать с первой попытки, другим потребовалось три-четыре занятия. Но прогресс был заметен у всех .

Как изменился мозг

До и после тренировки исследователи сканировали мозг участников. Обнаружилось, что части зрительной коры, которые в норме реагируют на изображения частей тела, начали гораздо сильнее откликаться на картинки крыльев. Реакция мозга на крылья стала напоминать его реакцию на руки .

«Участники начали воспринимать крылья как часть собственного тела», — заявила Би. Это открытие показывает, что границы пластичности мозга — его способности перестраиваться в ответ на обучение и опыт — могут быть шире, чем считалось ранее .

Когнитивный нейробиолог Джейн Аспелл из Университета Англия Раскин, не участвовавшая в исследовании, назвала работу «интригующим исследованием, которое наглядно демонстрирует, насколько пластичен мозг». По её словам, если мозг способен включить в образ тела такую нечеловеческую структуру, как крыло, он может также суметь принять и многие другие виды усиления конечностей .

Не только нейроны

Опыт полета изменил не только электрическую активность нейронов. Участники приобрели интуитивное понимание динамики полета, которое невозможно получить из абстрактных знаний, отметил Вэй. Это применимо и к другим технологиям, и к искусственным органам чувств. По мере того как люди будут проводить всё больше времени в виртуальной реальности, важно понимать долгосрочное влияние такого опыта на мозг .

Вопрос, который остается: если мозг способен принять виртуальные крылья как настоящие конечности всего за одну неделю тренировок, то какие еще возможности расширения человеческого тела и восприятия откроются в ближайшем будущем? И как далеко можно зайти в переопределении того, что человек считает «собой»?