Чтобы ответить на эти вопросы, ученые из Института когнитивных исследований человека и мозга им. Макса Планка (MPI CBS) в Лейпциге и Центра вычислительной нейробиологии и когнитивной робототехники при Университете Бирмингема измерили, как сенсорные стимулы обрабатываются в головном мозге.
В отличие от предыдущих исследований, они не ограничивали свои наблюдения только поверхностью коры головного мозга. Впервые они также измерили сенсорные сигналы на разных глубинах коры головного мозга. Выводы исследователей показывают, что наш мозг проводит мультисенсорный поток информации через отдельные цепи вплоть до мельчайших обмоток этой сильно сложенной структуры мозга.
Пока участники своего исследования лежали в магнитно-резонансном томографе (МРТ), ученые показывали им визуальные символы на экране, одновременно воспроизводя звуки.
В предварительных условиях участников просили явно сосредоточить свое внимание либо на звуковом, либо на видимом аспекте стимулов. Затем нейрофизики Роберт Тернер, Роберт Трампел и Реми Гау проанализировали, в каких точных точках обрабатывались сенсорные стимулы. Необходимо было преодолеть две проблемы. "Кора головного мозга имеет толщину всего два-три миллиметра. Поэтому нам нужно было очень высокое пространственное разрешение (менее одного миллиметра) во время сбора данных », – объясняет Роберт Трампел, который руководил исследованием в MPI CBS. «Кроме того, из-за плотной складки коры головного мозга нам пришлось сгладить ее цифровым способом и разбить на разные слои, чтобы иметь возможность точно определять местонахождение сигналов.
Конечно, все это было сделано на компьютере."
Результаты показали, что когда участники слышали звук, визуальные области их мозга в значительной степени отключались. Это происходило независимо от того, сосредоточились ли они на звуковом или видимом аспекте стимулов. Однако, если они внимательно следили за слуховым входом, активность мозга снижалась, особенно в областях, представляющих центр поля зрения.
Таким образом, кажется, что звук может сильно отвлечь наше внимание от того, на что мы смотрим.
В слуховых областях мозга исследователи также впервые заметили, что характер активности на разных корковых слоях менялся, когда участникам предъявлялись только звуки. Ситуация была иной, когда участники воспринимали только «что-то в глаза»: в этом случае изменений не было.
Реми Гау резюмирует: «Итак, когда нам нужно обрабатывать разные сенсорные впечатления одновременно, разные нейронные цепи становятся активными, в зависимости от того, на чем мы фокусируем свое внимание. Теперь мы смогли сделать эти взаимодействия видимыми с помощью новых компьютерных экспериментов."