Способность к воображению — одна из ключевых когнитивных функций человека. В работе, опубликованной в журнале Scientific Reports, ученые из Сколтеха и МГУ исследовали влияние воображения тактильных ощущений (тактильного воображения) на возбудимость кортикоспинального тракта при помощи метода транскраниальной магнитной стимуляции. Было показано, что тактильное воображение приводит к росту кортикоспинальной возбудимости. Результаты работы имеют практическое значение для разработки интерфейсов мозг-компьютер на основе изображений и тактильной стимуляции, предназначенных для улучшения нейрореабилитации с помощью изменения пластичности сенсомоторных схем. 

Исследование выполнялось при поддержке гранта РНФ № 21-75-30024 «Разработка инвазивных и неинвазивных кортикоспинальных и периферийных интерфейсов, с использованием биомаркерного мониторинга, для нейрореабилитации двигательных функций и контроля боли». В числе первых авторов работы — аспирантка программы «Науки о жизни» Марина Морозова и выпускница магистратуры «Науки о жизни» Айгуль Насибуллина.   

Воображение ощущений, связанных с движениями — моторное воображение — исследуется довольно давно. Известно, что тренировки, основанные на мысленном двигательном представлении, способствуют двигательному обучению, поэтому используются в тренировках спортсменов, музыкантов, танцоров, а также при реабилитации двигательных нарушений. Одним из показателей эффективности воображения является возбудимость кортикоспинального тракта. При этом воображение тактильных ощущений, не связанных с движениями, практически не исследовано в целом, и мало что известно о его влиянии на возбудимость. 

«Участникам исследования было необходимо по очереди выполнять задание на воображение движений и тактильных ощущений в правой руке. В это время при помощи транскраниальной магнитной стимуляции в область первичной моторной коры (область, отвечающая за управление мышцами конечности) наносились одиночные магнитные стимулы, вызывающие мышечное сокращение. По размеру такого мышечного ответа можно сделать вывод о функциональном состоянии пути, по которому команда идёт из коры головного мозга через спинной мозг к мышцам (возбудимость кортикоспинального тракта/кортикоспинальная возбудимость)», — рассказал соавтор работы Лев Яковлев, старший научный сотрудник Центра нейробиологии и нейрореабилитации имени Владимира Зельмана. 

Было показано, что при обоих типах воображения — как при двигательном, так и при тактильном — возбудимость увеличивалась по сравнению с состоянием покоя. При этом возбудимость при моторном воображении была ожидаемо выше, чем при тактильном воображении. Полученные результаты подчеркивают важность функциональной и анатомической связи между моторными и соматосенсорными отделами коры, а также раскрывают потенциал тренировок, основанных на воображении для реабилитации сенсомоторных нарушений.