Веретенообразная извилина позволяет человеку отличить вымысел от реальности

Воображение позволяет людям представлять возможные исходы ситуации и лучше анализировать текущую обстановку на основе имеющихся данных. При этом происходит разделение фантазии и реальности. Ученые из Университетского колледжа Лондона установили, что важную роль в оценке реальности играет веретенообразная извилина, в которой сенсорные сигналы генерируются как при зрительном восприятии окружающей среды, так и при фантазировании.

В исследовании приняли участие 26 здоровых добровольцев, которым показывали картинку с черно-белым шумом и просили найти на ней либо право-, либо левоориентированный паттерн. При этом половину испытуемых просили как можно ярче представлять конгруэнтный паттерн (совпадающий по ориентации с паттерном, который испытуемый ищет на картинке), а половину — инконгруэнтный. Для детекции мозговой активности авторы использовали функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ). После эксперимента добровольцев просили оценить яркость воображаемого паттерна (яркость воображения) и сказать, видели ли они искомый паттерн на экране (реакция обнаружения).

Для описания механизма ученые использовали модель «порога реальности», в которой сигналы зрительного восприятия и воображаемой картинки действуют на одну и ту же популяцию нейронов и суммируются (схема приведена на иллюстрации). Если суммарный сигнал оказывается достаточно силен и проходит «порог реальности», мозг расценивает полученные сигналы как соответствующие реальности. В исследовании эта модель подтверждалась тем, что в конгруэнтной постановке (когда испытуемые представляли паттерн той же ориентации, какую искали на картинке) люди оценивали яркость воображаемой картинки выше, если при этом паттерн показывали им на экране. При инконгруэнтной постановке такого эффекта не наблюдалось.

Анализ активности в областях мозга на фМРТ выявил активацию веретенообразной извилины (ВИ) в ответ на зрительное восприятие и воображение — эта активация соответствовала модели «порога реальности». При этом влияние конгруэнтности визуального стимула и воображаемого паттерна было значимым только при активации левой, но не правой ВИ. В правой извилине вклад конгруэнтности был заметен у добровольцев, у которых яркость воображения сильнее влияла на оценку реальности. Также по активности ВИ можно было предсказать, спутает ли доброволец фантазию с реальностью, особенно если он к этому склонен.

Активность также обнаруживалась в первичной зрительной коре, однако в ней яркость воображения испытуемого имела отрицательный эффект на распознавание реальности. В инконгруэнтной постановке присутствие стимула также имело отрицательный эффект. Иными словами, первичная зрительная кора участвует в подкреплении воображения и подавлении нерелевантных сигналов.

Авторы обнаружили, что хотя суммарный сигнал реальности варьируется по непрерывной шкале, мозг преобразует его в бинарный выбор между реальностью и воображением. Они выявили некоторые корковые и подкорковые области, которые активируются сильнее при решениях о наличии реального стимула, независимо от его физического присутствия. Среди этих областей важную функциональную связь с ВИ показала передняя островковая кора — это указывает на ее ключевую роль в преобразовании непрерывного сенсорного сигнала в бинарное суждение о реальности.

Таким образом, ученые выяснили, что мозг различает воображение и реальность при помощи суммарного сигнала реальности в веретенообразной извилине, который затем преобразуется в бинарное решение («реальность или воображение») в корковых структурах. Этот механизм позволяет эффективно отделять внутренние образы от внешних стимулов, даже при их перекрытии, и может нарушаться при галлюцинациях. Работа закладывает основу для изучения универсальной системы мониторинга реальности в мозге человека.