Вчені з’ясували, що дозволяє людині орієнтуватися у просторі

Орієнтуватися у просторі людям допомагає спеціальний механізм мозкової активності, точну локалізацію якого визначили фахівці з Німеччини та Великобританії. Схожий «внутрішній компас» раніше виявили у гризунів.

За навігацію, тобто розуміння, як переміститися з однієї точки до іншої, відповідають нервові клітини головного мозку. При цьому виміряти нейронну активність у людей під час руху непросто, тому що існуючі методи в основному вимагають, щоб людина залишалася якомога нерухомішою.

Дослідники з Бірмінгемського університету у Великій Британії та Мюнхенського університету імені Людвіга та Максиміліана в Німеччині впоралися з цією проблемою, застосувавши мобільні пристрої електроенцефалографії та технологію motion capture (захоплення руху) — метод, що дозволяє оцифровувати рух об’єкта та створювати анімовані тривимірні моделі. Фахівці вивчили, що і в якій частині мозку відбувається в моменти, коли людині необхідно виконати дію, пов’язану з орієнтуванням у просторі. Результати їхньої роботи опублікував журнал Nature Human Behavior.

Вчені виявили нейронний сигнал, що передує повороту голови або переміщенню погляду у потрібному напрямку. За даними наукової статті, його джерело — скронева частка головного мозку. При цьому найбільш сильним сигнал був у середній скроневій частці. Аналогічний механізм раніше виявляли у птахів, щурів та кажанів.

Визначити, де саме знаходиться «внутрішній нейронний компас», дозволила серія експериментів за участю 62 дорослих людини, серед яких було 52 здорових і 10 хворих на епілепсію. Їм пропонували виконувати завдання, що вимагають повертати голову або спрямовувати погляд на потрібний бік. Активність мозку реєстрували за допомогою шапочок із датчиками ЕЕГ, які вимірюють сигнали від шкіри голови, а також за допомогою внутрішньочерепної електроенцефалографії.

«Виділення цих сигналів дозволяє по-справжньому зосередитись на тому, як мозок обробляє навігаційну інформацію і як ці сигнали взаємодіють з іншими сигналами, наприклад візуальними орієнтирами. Наш підхід відкрив нові можливості для вивчення цих особливостей, що може мати значення для досліджень нейродегенеративних захворювань та навіть для вдосконалення навігаційних технологій у робототехніці та штучному інтелекті», — зазначили автори дослідження.

Серед нейродегенеративних захворювань, вивчення яких можуть бути корисні отримані результати, — хвороби Паркінсона і Альцгеймера. За них часто порушуються навігація та орієнтування у просторі.

Надалі дослідники планують сфокусуватися у тому, як людський мозок орієнтується у часі. Вони сподіваються, що результати, пов’язані з «внутрішнім компасом», допоможуть зрозуміти, чи відповідає подібна нейронна активність за пам’ять.