Идея прорастания крыльев и взлёта в небо — классический троп научной фантастики, ярким примером которого является Варрен Уоррингтон III из Людей Икс. Хотя биологический рост крыльев остаётся в сфере фантазий, недавние исследования в области нейронауки показывают, что человеческий мозг гораздо более адаптируем, чем считалось ранее. Новое исследование демонстрирует, что с помощью иммерсивных тренировок в виртуальной реальности (VR) люди могут психологически и неврологически включить виртуальные конечности в свою схему тела.
Перестройка восприятия через виртуальные тренировки
В исследовании, опубликованном в журнале Cell Reports, показано, что после тренировок с виртуальными крыльями мозг участников начал обрабатывать изображения этих искусственных конечностей аналогично тому, как он обрабатывает изображения реальных рук и кистей. Это открытие подчёркивает удивительную пластичность человеческого мозга — его способность реорганизовываться за счёт формирования новых нейронных связей в ответ на обучение и опыт.
«Если мозг способен включить что-то столь нечеловеческое, как крыло, он, вероятно, сможет включить и многие другие виды улучшений конечностей», — отмечает когнитивный нейробиолог Джейн Эспелл из Университета Англия Рускин.
Исследование было вызвано личным любопытством. Янчжао Би, когнитивный нейробиолог из Пекинского университета, давно мечтала пережить опыт полёта на себе. Когда она поделилась этим желанием с Кунлином Вэй, руководителем лаборатории управления движением университета, разговор перешёл от фантазий к разработке экспериментального дизайна. Лаборатория Вэя уже использовала VR для изучения восприятия движения, что привело к ключевому вопросу: могут ли люди научиться летать в VR, и как такие тренировки изменят их нейронные пути?
Механика обучения полёту
Для проверки этой гипотезы нейробиолог Иян Цай разработал недельную программу тренировок, основанную на механике птичьего полёта. Двадцать пять участников надели VR-шлемы и оборудование для отслеживания движений. В виртуальной среде они видели себя птицеобразными существами, оснащенными большими рыжевато-коричневыми перистыми крыльями.
Взаимодействие было интуитивно понятным: поворот запястий и взмахи руками в реальном мире заставляли виртуальные крылья двигаться синхронно. На протяжении недели участники выполняли серию задач, постепенно усложняющихся по сложности:
* Отбивание падающих воздушных шаров крыльями.
* Поддержание высоты над крутыми виртуальными скалами.
* Прохождение через воздушные кольца.
Прогресс варьировался в зависимости от человека. Некоторые освоили управление с первой попытки, в то время как другим потребовалось три или четыре занятия, чтобы достичь уверенного владения. Однако улучшение было последовательным и наблюдаемым у всей группы.
Нейронная адаптация и чувство обладания телом
Ключевое открытие исследования заключается в изменениях, наблюдаемых в зрительной коре участников — области мозга, ответственной за обработку изображений частей тела. После периода тренировок эта область демонстрировала значительно более сильный ответ на изображения крыльев. Что ещё важнее, паттерн нейронной активности при просмотре крыльев начал повторять паттерн, используемый для обработки верхних конечностей.
Сдвиг указывает на то, что участники начали воспринимать крылья не как внешние объекты, а как неотъемлемые части собственного тела. Это явление, известное как «чувство обладания телом» или «инкорпорация конечностей», предполагает, что границы пластичности мозга шире, чем считалось ранее. Мозг готов расширить своё определение «себя», чтобы включить виртуальные инструменты, если сенсорная обратная связь является последовательной и интерактивной.
За пределами новизны: последствия для будущих технологий
Значимость этого исследования выходит за рамки новизны виртуального полёта. Оно даёт важные представления о том, как люди могут взаимодействовать с технологиями будущего, включая искусственные конечности, экзоскелеты и продвинутые сенсорные интерфейсы.
Кунлин Вэй подчёркивает, что личный опыт трансформирует понимание таким образом, чего не может достичь абстрактное знание. Позволяя пользователям «жить» внутри новой физической реальности, VR может ускорить внедрение и интуитивное использование сложных технологий. По мере того как VR становится всё более распространённой средой для работы, развлечений и терапии, понимание его воздействия на человеческий мозг становится критически важным.
«В будущем мы можем проводить в VR много времени», — говорит Вэй. «Нас очень интересует, что это может означать для человеческого мозга».
Заключение
Это исследование подтверждает, что человеческий мозг способен интегрировать виртуальные части тела в свою сенсорную карту, размывая границу между физической реальностью и цифровой симуляцией. По мере развития технологий VR наше понимание себя и тела может продолжать эволюционировать, открывая новые возможности для медицинской реабилитации, технологической интеграции и человеческого опыта.
