Санкт-Петербургский государственный университет

St. Petersburg University

С днем защитника Отечества

Петербургские психологи выясняют, насколько человек может расширить представления о собственном теле, если в него будут включены протезы, биомеханические части, экзоскелет или, например, электронные компоненты.

И это не любопытства ради. По данным Всемирной организации здравоохранения, около 2 – 4 процентов населения нашей планеты, а это ни много ни мало от 110 до 190 млн взрослых людей, испытывают существенные трудности в функционировании. Происходит это не только вследствие заболеваний, но и в результате получения травм, приводящих к ограничению подвижности. Ученые и инженеры активно разрабатывают механизмы и устройства, позволяющие в той или иной степени вернуть человеку утраченную мобильность. Но насколько человек сможет сродниться с такими устройствами? Сможет ли он воспринимать инородную часть как свою собственную?

Похоже, что сможет. Во всяком случае об этом говорят многочисленные эксперименты, которые проводят ученые по всему миру, в том числе и в Петербурге.

Фантомные боли

Всем известно, что люди с ампутированными конечностями имеют сложности с дальнейшей адаптацией. И не только в связи с частичной утратой ряда функций. Многие продолжают испытывать боль в отсутствующей конечности. Этот феномен получил название – фантомная боль. В 90-е годы прошлого века известный невролог и психолог Вилейанур Субраманиан Рамачандран работал с людьми, испытывающими такие боли. Он устанавливал зеркало, дублирующее изображение реальной руки или ноги, и просил пациентов в это время что-то делать. В ходе наблюдений доктор Рамачандран обнаружил удивительный эффект – люди начинали субъективно воспринимать вторую, отраженную в зеркале руку как существующую. Такая работа с зеркалом уменьшала фантомные боли вплоть до их исчезновения.

– Это открытие произвело эффект разорвавшейся бомбы. Ведь ранее специалисты склонялись к мысли, что фантомные боли – медицинская проблема и лишь отчасти психологическая. Доктор Рамачандран же продемонстрировал, что феномен фантомных болей относится к восприятию собственного тела – его схемы, – рассказывает Мария Кувалдина, доцент кафедры общей психологии СПбГУ.

Не менее важно и то, что стало ясно: человек может воспринимать нечто не принадлежащее своему телу как его составную часть.

Резиновая рука

В 1987 году в Питсбургском университете психиатры Мэтью Ботвиник и Джона­тан Коэн провели ставший ныне классический эксперимент с резиновой рукой. Его повторяют и исследователи в СПбГУ. Человек садится за стол и кладет руки на столешницу под углом 90 градусов. Неведущая рука закрывается ширмой и кладется на что-то мягкое. Далее параллельно ширме и реальной руке ученые кладут резиновую руку. Это только подготовительный этап.

Все самое интересное происходит потом, когда экспериментатор начинает одновременно гладить кисточками резиновую руку и настоящую руку человека, участвующего в эксперименте. По словам Марии Кувалдиной, движение кисточек должно происходить абсолютно синхронно. Очень важно совпадение по времени и месту.

– В какой-то момент локализация двух сенсорных источников (того, что видят глаза на столе перед собой, и того, что чувствует рука) объединяется. И вдруг люди, глядя на резиновую руку, начинают задаваться вопросами: а где кольцо, а почему она не такая загорелая, как должна быть? То есть они невольно «присваивают» резиновую руку своему телу, хотя она совершенно не похожа на их собственные руки, – рассказывает Мария Кувалдина.

Получается, что одновременно в ходе эксперимента человек получает совершенно противоречивую информацию. Глаза ему говорят, что его рука в одном месте, а тактильно он ее ощущает в другом. Поскольку эти два источника противоречат друг другу, этот конфликт должен разрешаться. «И разрешается он в пользу зрения, поскольку именно глаза являются ведущим источником сенсорной информации. Мозг «отбрасывает» тактильные ощущения и в большей степени доверяет зрению. В результате человек начинает реагировать на резиновую руку», – поясняет психолог.

Однако эксперимент на этом не заканчивается. Ученые в самом начале, когда ширма уже установлена, но кисточки в ход еще не пошли, просят участников оценить по линейке с закрытыми глазами расстояние от своей ведущей до неведущей руки. Несмотря на то что резиновая рука к этому моменту на столе тоже уже лежит, все подопытные с очень небольшими погрешностями указывают верное расстояние. «То есть они проводят линию примерно до своей настоящей руки, скрытой ширмой. Все меняется после воздействия, когда возникает конфликт сенсорных модальностей. Участники экспериментов начинают ошибаться, причем в сторону уменьшения расстояния – показывают ближе к резиновой руке. Это и есть результат иллюзии резиновой руки. Благодаря которой мы теперь точно знаем: люди способны включать в систему собственного тела то, что ранее ему не принадлежало», – объясняет Мария Кувалдина.

Определить границы

Петербургским ученым интересно не просто повторить эксперимент коллег и получить схожий результат. Они пытаются определить границы иллюзии и понять, когда она прекращается. Для этого ученые надевали на резиновую руку перчатку, меняли угол ее расположения на столе относительно настоящей руки. «Мы знаем, что, во-первых, воздействие кисточек должно быть максимально одновременным. Даже при небольшой ошибке синхронизации иллюзия пропадает. Во-вторых, стало ясно, что положение резиновой и настоящих рук должно быть похожим. Если мы размещаем резиновую руку относительно настоящей под углом больше 45 градусов, иллюзия не возникает», – перечисляет сделанные в ходе экспериментов выводы Кувалдина.

Ученые продолжают эксперименты. Они хотят понять, насколько стабильна схема тела человека и насколько, до какой степени она может изменяться при включении в него искусственных деталей. Особенно это касается экзоскелета. Протезы просто заменяют отсутствующую часть тела, и включение их в его схему логично – они просто оказываются на месте того, чего недостает. Экзоскелеты же начинают использоваться для помощи людям с травмами позвоночника, вследствие которых утрачивается способность держать собственное тело. При этом экзоскелет ничего не заменяет.

Насколько такие приспособления могут быть включены в границы собственного тела? Будет ли человек воспринимать себя в экзоскелете как в костюме или будет ощущать себя 
просто чуть большим по размеру? Действительно ли это возможно с точки зрения психологии и будет ли человек чувствовать себя человеком после «добавления» к своему телу таких частей? Психологи СПбГУ ищут ответы именно на такие вопросы.

И ответы понадобятся довольно скоро.

Источник: Вечерний Санкт-Петербург, 16.11.2016