Использование инструментов долгое время считалось одним из видов поведения, которое делает людей людьми.
Фактически, исследования показали, что использование инструментов настолько глубоко укоренилось в человеческом мозгу, что при показе изображений рук или изображений инструментов наблюдается перекрытие областей мозга, демонстрирующих активность.
Но будет ли то же самое, подумала Элла Стрим-Амит, для человека, рожденного без рук?? Будет ли это совпадение по-прежнему существовать, даже если у кого-то никогда не было возможности обращаться с инструментами, или мозг организовал бы себя по-другому??
Ответ, по ее словам, отрицательный, но также и да.
В исследовании, опубликованном на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences, Элла Стрим-Амит и Жиль Ваннускорпс, исследователи из лаборатории когнитивной нейропсихологии Альфонсо Карамаццы, докторанты, показывают, что существует совпадение ручных инструментов – даже у людей, рожденных без рук – предполагая, что связь между двумя руками и инструментами глубоко укоренилась в организации мозга. Но исследование также обнаружило заманчивые подсказки о том, что, поскольку люди, рожденные без рук, выполняют множество повседневных функций, используя ноги, у некоторых из них возникло аналогичное перекрытие между областями мозга, распознающими ступни и инструменты.
"Общий вопрос, который мы хотели изучить, заключается в том, определяется ли организация мозга врожденно или зависит от опыта," Стрим-Амит сказал. "Мы обнаружили, что у большинства наших испытуемых наблюдалось перекрытие ручного инструмента. Это говорит о том, что эти шаблоны подключения могут быть жесткими… (потому что они) все еще можно найти у людей, не имеющих опыта манипулирования инструментами."
Чтобы изучить, как организация мозга может отличаться у людей, рожденных без рук, Стрим-Амит и его коллеги обратились к функциональной магнитно-резонансной томографии или фМРТ.
Работая с соавтором Жилем Ваннускорпсом, исследователем из лаборатории Карамаззы, который ранее проводил исследования с участием участников, рожденных без рук, команда набрала несколько добровольцев и отслеживала их мозговую активность, когда им показывали изображения рук и ног. а также изображения инструментов и крупных объектов, которыми нельзя манипулировать, таких как столы и холодильники.
"В зрительной коре есть область, которая показывает избирательность как для просмотра рук, так и для просмотра инструментов," Стрим-Амит объяснил. "Итак, мы смотрели на объединенную избирательность. Мы хотели увидеть, в какой степени это совпадение определяется вашим собственным опытом манипулирования инструментами собственными руками."
По ее словам, из пяти участников, рожденных без рук, четверо показали перекрытие ручного инструмента, что предполагает, что перекрытие ручного инструмента в мозгу может быть врожденным.
Но хотя исследование указывает на некоторый уровень врожденной организации мозга, результаты также намекают, что при определенных обстоятельствах опыт также может играть роль.
Не имея рук, все участники исследования без рук используют свои ноги для выполнения повседневных задач, от игры на музыкальных инструментах до использования смартфона, а сканирование МРТ показало, что у двух участников было перекрытие – аналогично перекрытию ручного инструмента – между ногами и инструментами. Удивительно, но один контрольный субъект также показал аналогичное перекрытие ступни и инструмента, предполагая, что не может быть прямой связи между использованием ног и перекрытием с областью инструмента.
"Мы не можем сделать из этого убедительные выводы," Стрим-Амит сказал. "Это намекает на то, что в системе есть некоторая пластичность, и тот факт, что они все время используют ноги, имеет эффект."
Забегая вперед, Стрим-Амит работает над пониманием того, как устроена моторная кора головного мозга, и обдумывает будущие исследования, связанные с перекрытием ручного инструмента.
"Одна вещь, которую мы хотели бы сделать, но еще не сделали, – это изучить супругов и членов семей людей, родившихся без рук," она сказала. "Они видели, как они взаимодействуют с инструментами ногами, но сами этого не сделали. Это интересный вопрос."
В конечном итоге, как сказал Стрим-Амит, исследование предполагает, что для некоторых основополагающих типов организации мозга опыт просто не нужен.
"Если для этого им не нужен сенсомоторный опыт, то, возможно, им для этого не нужен какой-либо опыт," Стрим-Амит сказал. "Возможно, этот нейронный механизм развивается независимо от какого-либо опыта."