Участников поместили в аппарат функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), позволяющий отслеживать активность мозга в режиме реального времени. Затем им показали абстрактные формы на экране. Эти фигуры были запрограммированы на «колебание», и добровольцам было поручено попытаться остановить это движение, используя только свой разум. Исследователи заранее определили определенный шаблон мозговой активности, связанный с новой визуальной категорией. Команда использовала нейровизуализацию в реальном времени и посекундную нейрообратную связь. Когда активность мозга участника совпадала с этим целевым шаблоном, колебание прекращалось. При этом механизм обратной связи «лепил» активность мозга участников, направляя их к желаемому шаблону.
Изображение стабилизировалось, когда участники успешно воспроизводили в своем мозгу не привычный образ объекта, а заранее заданный нейронный шаблон. Таким образом, ученые разработали метод обучения новым категориям объектов, изменяя не сами категории, а способ их восприятия мозгом.
«Участники могли реагировать на новые категории объектов и вести себя соответствующим образом, даже не осознавая этих категорий. Это свидетельствует о том, что неявное обучение, то есть способность мозга воспринимать и обрабатывать информацию без осознанного участия, распространяется и на формирование новых нейронных связей», — отмечает соавтор исследования, когнитивный нейробиолог из Принстонского университета Джонатан Коэн.
По словам исследователей, они не просто обучали участников, а фактически «вписали» новую категорию в их мозг, моделируя процесс естественного обучения. Эксперимент показал, что добровольцы действительно смогли воспринимать эту новую, искусственно созданную категорию.
Для мотивации участникам выплачивалось денежное вознаграждение, если им удавалось остановить колебание изображения. За шесть ежедневных сеансов могла накопиться немаленькая сумма.
Ученые исследуют нейробиологические основы различных нейропсихиатрических расстройств, например, депрессии и аутизма. Новый метод способен стать новым инструментом в клинической практике. Модифицируя паттерны мозговой активности пациентов, можно приблизить их к нейротипичным показателям. Это открывает перспективы для создания новых тактик лечения, которые могут применяться как самостоятельно, так и в комплексе с существующими терапевтическими подходами. В будущем это открытие пригодится в разработке интерфейсов мозг-компьютер.