Как сердцебиение и дыхание влияют на восприятие

Новое исследование Фрибургского университета подчеркивает ранее неизвестные связи между телом и мозгом. Результаты этого исследования показывают, как наши биологические ритмы влияют на наше зрительное восприятие.

Глубокий вдох для получения более четкой картины, возможно, более эффективен, чем вы думаете. Дыхание оказывает физиологическое воздействие на восприятие визуальных стимулов. Это следует из работы Джулианы Бритц, психолога и нейробиолога из Фрибургского университета.

Она провела эксперимент, который показал, что сердечные и дыхательные ритмы влияют на то, как мы осознаем визуальный стимул. Результаты этого исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Неосознанный просмотр изображений

В ходе этого исследования добровольцы наблюдали за экраном, на котором на короткое время появлялись серые квадраты, которые были заштрихованы по диагонали либо в одном направлении, либо в другом. После каждого визуального стимула испытуемым задавали два вопроса: видели ли они эту штриховку или нет, и в каком направлении они были расположены?

Контрастность штриховки была откалибрована таким образом, чтобы участники осознанно воспринимали ее в 50% случаев. Однако, несмотря на то, что осознанно она воспринималась только в одном случае из двух, ориентация, на которую указывали участники, была правильной в 85% случаев.

Это означает, что, следуя своей интуиции – даже не зная, откуда она взялась, – испытуемые оказывались правы чаще, чем если бы они отвечали наугад.

Таким образом, кажется, что добровольцы иногда обрабатывали штриховку, не осознавая этого.

На протяжении всего эксперимента использовались электроды для измерения электрической активности мозга участников (электроэнцефалограмма, ЭЭГ) и сердца (электрокардиограмма, ЭКГ). Также отслеживалось их дыхание с помощью пояса, который измерял объем брюшной полости.  Сравнение электрических сигналов мозга между случаями, когда испытуемые видели или не видели штриховку, позволило психологу идентифицировать “нейронные маркеры сознания”.

Затем она и ее команда сравнили эти нейронные маркеры в зависимости от фазы сердцебиения. Анализ показал, что если изображение выводилось на экран, когда сердце было расслаблено, маркеры сознания появлялись примерно на 150 миллисекунд раньше, чем если бы изображение показывалось во время сокращения сердца.

Дыхание оказывало аналогичное воздействие на зрительное восприятие, с такой же задержкой, когда изображение появлялось во время выдоха, а не вдоха.

“Это влияние телесных ритмов на мозг опосредовано рецепторами давления в артериях”, – объясняет Джулиана Бритц. Они бездействуют, когда сердце расслаблено и мы делаем вдох, но активизируются, когда сердце сокращается и мы выдыхаем. Затем они вызывают своего рода затор в работе нейронов, который задерживает обработку мозгом визуальных стимулов.

Две различные цепи, ведущие к сознанию

Это открытие также показало, что, в зависимости от сигналов, посылаемых организмом, задействуются различные области мозга. До сих пор было известно, что изображение сначала улавливается зрительной корой головного мозга, а затем проходит через другие области мозга, прежде чем достичь точки, где оно активирует сознательное мышление – момента, когда испытуемый осознает, что он или она увидели эту штриховку.

Новые результаты показывают, что в конце этого пути обработки зрительной информации в головном мозге она может следовать по двум различным маршрутам. При наличии телесных сигналов она проходит через теменную долю, а при их отсутствии – через соседнюю лобную долю.

Существование этих двух параллельных цепей дает новое объяснение, позволяющее примирить спор между экспертами: теми, кто считает, что сознание зарождается в лобной коре, и теми, кто отдает предпочтение теменной коре.

“Это просто”, – говорит исследовательница.

“Похоже, что существует два возможных способа активации визуального стимула, в зависимости от того, поступают ли сигналы от тела или нет”.

В конечном счете, именно сердечные и дыхательные ритмы определяют, с помощью рецепторов давления в артериях, по какому пути головного мозга будет проходить визуальное восприятие.

Бритц настаивает на фундаментальном характере исследования и предпочитает не вдаваться в рассуждения о том, почему телесные циклы влияют на нейронные маркеры сознания. “Эти результаты разрешают противоречия, связанные с нейрофизиологическими маркерами осознания и областью мозга, в которой они возникают”.

И для нее главный вывод прост: нам нужно быть менее “мозгоцентричными” в неврологии. “Телесные сигналы, которые часто отбрасываются и рассматриваются как шум, больше не должны игнорироваться таким образом. Мозг не является независимым от тела”, – говорит Бритц.