Группа нейробиологов из Дартмутского колледжа (США) выяснила то,
какие именно участки коры головного мозга активируются при решении
задач, требующих активного участия воображения. У добровольцев, которых
просили мысленно сложить из нескольких частей сложную фигуру, активно
работало сразу несколько зон лобной и теменной коры. Подробности
исследования, проведенного при помощи магнитно-резонансного томографа, приводятся в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Исследователи поставили перед собой цель выяснить то, каковы те
специфические участки мозга, которые позволяют людям совершать операции с
воображаемыми образами. Для этого они показывали 16 добровольцам (10
мужчин и 6 женщин в возрасте от 19 до 30 лет) наборы абстрактных фигур,
которые требовалось либо запомнить и потом узнать среди нескольких
аналогов, либо собрать из меньших частей, либо, напротив, разобрать на
составляющие. Все эти задания испытуемые выполняли сидя внутри
магнитно-резонансного томографа, который регистрировал поглощение
кислорода в кровеносных сосудах мозга: это поглощение усиливается при
активной работе нейронов и потому позволяет ученым сделать выводы об
активности тех или иных участков коры больших полушарий.
Простое задание по запоминанию фигуры c последующим ее опознанием
использовалось в качестве контрольного. Анализ собранного материала
позволил сделать вывод о том, что активные манипуляции с образами
геометрических фигур требуют участия 11 разных участков коры вместе с
подкорковыми структурами. Специфическая активность мозга была
максимальна в области зрительной коры, в задней теменной области коры
(одна из ассоциативных зон), дорсолатеральная префронтальная кора и предклинье, участок в задней части теменной коры.
Эти данные свидетельствуют о том, что мозг при операциях над
воображаемыми объектами задействует те же участки, которые связаны с
восприятием реальных визуальных стимулов. В своей статье ученые
подчеркивают, что такая трактовка результатов опытов хорошо согласуется с
прошлыми наблюдениями других коллективов и подтверждает гипотезу,
которая была сформирована еще до начала работы. Исследователи
предполагали, что обнаружат активность сразу в нескольких зонах,
распределенных по затылочной (где находится зрительная кора), теменной
(ассоциативные центры) и лобной (высшие когнитивные функции) долям коры.
Нейробиологи также пишут про то, что ранее активность многих этих зон в
схожих задачах была продемонстрирована другими учеными, но до
сегодняшнего дня эти данные не сопоставлялись в рамках одного опыта с
контрольной задачей, решение которой не требует привлечения воображения в
той же степени, в которой его требует складывание или разбор на части
сложных фигур.
Используемая авторами методика не позволила выявить разницу между
заданиями по сборке и разборке составных фигур, поэтому сами
исследователи не говорят об установлении однозначного соответствия между
активностью мозга и решением какой-либо задачи. По их словам, основным
итогом опытов стало то, что была доказана важность согласования разных
нейрональных сетей для работы воображения, а не то, что ученые научились
по активности мозга определять то, чем занят человек в данный момент
времени.
Применение магнитно-резонансных томографов (МРТ), способных
отслеживать изменения в работе мозга, привело к революции в
нейробиологических исследованиях. Несмотря на сравнительную дороговизну
оборудования, сочетание безопасности для испытуемых (МРТ не требует
ионизирующего облучения) с высокой разрешающей способностью и
возможностью вести длительные наблюдения привело к тому, что МРТ стали
применяться в большинстве исследований. Наиболее популярной
альтернативой МРТ является электроэнцефалография (регистрация
электрической активности при помощи электродов на поверхности кожи
головы), а вот позитрон-эмиссионная томография в настоящее время для
научных целей применяется крайне редко: этот метод требует введения в
кровь радиоактивной метки и в силу этого сопряжен с рисками и большей
стоимостью при сопоставимой или даже меньшей информативности.