Mój jest ten kawałek mózgu

Jak mózg odróżnia to, co należy do nas, od tego, co stanowi własność innych?

Czy rozpoznawanie własnej twarzy i osobistych rzeczy opiera się na podobnych mechanizmach, czy też każdy z tych procesów wymaga odrębnego szlaku przetwarzania bodźców?

Na te pytania odpowiedzieli naukowcy z Instytutu Psychologii na Wydziale Filozoficznym Uniwersytetu Jagiellońskiego. Wyniki ich pracy opublikowano na łamach czasopisma „Cortex” w artykule „Integrative EEG/fMRI evidence for a multi-scale network underlying self-face and personal-object recognition”.

Synergia metodyczna: obraz i czas

Badacze połączyli dwie metody analizy aktywności mózgu: elektroencefalografię (EEG) oraz funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI). EEG dostarcza precyzyjnych informacji o dynamice reakcji neuronalnych w czasie, natomiast fMRI pozwala dokładnie określić ich lokalizację anatomiczną. Dzięki tej metodologii naukowcy mogli przyjrzeć się zarówno zmianom reakcji mózgu w ujęciu czasowym, jak i mapie obszarów uczestniczących w rozpoznawaniu tego, co osobiste.

– Rozpoznawanie własnej twarzy jest przedmiotem badań neurobiologicznych od lat. Wiadomo, że w przetwarzaniu informacji o twarzach uczestniczą wyspecjalizowane obszary układu wzrokowego. Znacznie mniej wiadomo natomiast o tym, jak mózg rozpoznaje przedmioty należące do konkretnej osoby i jak poczucie własności wpływa na ich przetwarzanie – wyjaśniła dr Ilona Kotlewska, pierwsza autorka publikacji.

Naukowcy sprawdzali, czy mózg dysponuje uniwersalnym sposobem oznaczania informacji jako „dotyczących mnie”, czy też rozpoznawanie własnej twarzy i osobistych przedmiotów przebiega odmiennymi kanałami. W eksperymentach wzięło udział trzydzieści osób. Ich zadaniem było klasyfikowanie prezentowanych obrazów twarzy oraz przedmiotów jako „moje” lub „cudze”. W tym czasie naukowcy rejestrowali i analizowali reakcje ich mózgów na bodźce związane z własnością.

Kaskada procesów poznawczych

Analiza zapisów EEG wykazała, że podczas rozpoznawania własnych przedmiotów lub twarzy aktywność mózgu uczestników zmieniała się dynamicznie – zarówno w obszarach kory wzrokowej, jak i w rejonach czołowych.

– Reakcja mózgu na widok czegoś, co należy do mnie, nie ogranicza się do jednego, wyizolowanego etapu ani jednego miejsca poświęconego analizie obrazu. Związane z nią zmiany zachodzą na różnych poziomach aktywności: od wczesnej odpowiedzi na bodziec wzrokowy, poprzez późniejsze, bardziej rozległe procesy poznawcze (takie jak identyfikacja przedmiotu, określenie jego afordancji, czyli tego, co można z nim zrobić, przywołanie wspomnień i wreszcie rozpoznanie własności), aż po kolejną falę zmian aktywności w strukturach wzrokowych – opisała dr Ilona Kotlewska.

Cztery filary w prawej półkuli

Z kolei badanie fMRI pozwoliło wytypować cztery konkretne obszary mózgu aktywne przy rozpoznawaniu własności, niezależnie od tego, czy bodźcem był osobisty przedmiot, czy własna twarz. Okazały się nimi:

• zakręt skroniowy dolny,
• zakręt czołowy środkowy,
• zakręt czołowy dolny,
• płacik ciemieniowy górny (wszystkie zlokalizowane w prawej półkuli mózgu).

Uzyskane wyniki dowiodły, że poczucie własności nie jest generowane przez pojedynczy punkt na mapie mózgu. Stanowi raczej rezultat dynamicznej współpracy kilku struktur uczestniczących w odmiennych aspektach przetwarzania bodźców.

Rozpoznawanie tego, co własne, opiera się na współdziałaniu sieci neuronalnych odpowiedzialnych za dwa rodzaje procesów. W uproszczeniu można to przedstawić jako kooperację dwóch podzespołów: jednego, który pomaga rozpoznać fizyczny obiekt, oraz drugiego, który określa, czy dany obraz ma związek z nami.

Ostateczna ocena nie powstaje poprzez proste zsumowanie efektów pracy obu struktur na samym końcu procesu, lecz wyłania się z ich ciągłej, dynamicznej interakcji. To właśnie to współdziałanie pozwala nam natychmiast rozpoznać to, co należy do nas, i odpowiednio na to zareagować.

Przeczytaj także: „Mózg w trybie standby”, „Koszty bezwarunkowej miłości”, „Jak opiekować się seniorami?”, „Gimnastyka języka i starość znika” i „Jak szybko się starzejemy?”.