Когда вы берете в руку ножницы или теннисную ракетку, мозг перестраивается и начинает считать их продолжением руки. Раньше об этом догадывались психологи, а теперь с помощью добровольцев это доказали биологи.

Группа ученых из Франции и Италии представила первые экспериментальные доказательства распространенной в психологии идеи: когда мы берем в руки инструмент, пусть даже всего на несколько минут, наш мозг перестраивает представления о размере тела. Другими словами, инструмент становится частью так называемой «схемы тела».

«С тех пор как возникла сама концепция схемы тела, идея о ее функциональной пластичности всегда принималась как должное, хотя никаких прямых доказательств этого предположения до сих пор не было, — рассказывает один из авторов работы Алессандро Фарне (Alessandro Farnè), сотрудник Университета Клода Бернара в Лионе. — Наша серия экспериментов обеспечивает первую безусловную демонстрацию того, что предчувствия психологов более чем вековой давности оказались верными».

Руки-щипцы

В своем исследовании Фарне, Лючилла Кардинали (Lucilla Cardinali) и их коллеги исходили из предположения, что мозгу требуется время на перестройку схемы тела. И если в схему включается искусственный инструмент, то выполнение движения тела сразу после использования инструмента будет отличаться от того, как оно выполнялось до этого.

В экспериментах участвовали добровольцы: два десятка мужчин и женщин в возрасте около 25 лет. Они сидели за столом и выполняли простые задания после звукового сигнала — им предлагалось либо схватить предмет, лежащий на столе, либо дотронуться до него. Участников просили действовать как можно точнее, при этом по возможности быстро.

Сначала исследователи замерили время, за которое подопытные выполняли задание до использования инструмента. Затем добровольцам выдали длинные (40 см) механические щипцы вроде тех, которыми дворники собирают на улице мелкий мусор. Никто из участников до этого такими щипцами не пользовался. Предмет, до которого нужно было дотянуться, также отодвинули на 40 см.

После небольшой тренировки участники стали легко управляться с инструментом. Они выполняли задание точно, а вот время, которое они затрачивали на то, чтобы схватить предмет или прикоснуться к нему, было несколько дольше, чем при использовании свободной руки. Впрочем, если сравнивать результаты экспериментов при использовании свободной руки, то обладатели коротких конечностей затрачивали на одно и то же задание в среднем меньше времени, чем их долгорукие коллеги по эксперименту. Так что задержку во времени при использовании длинной механической руки можно объяснить именно этим.

А вот когда механические щипцы у участников отбирали, предмет придвигали и снова предлагали дотянуться до него своими руками, то движения затормаживались. Время от звукового сигнала до начала движения увеличивалось, а скорость движения падала. Эффект длился в среднем 10−15 минут. Именно такой отрезок времени необходим мозгу на «перекройку» схемы тела, считают ученые.

Фантомная длина

Обнаружили ученые и другой интересный эффект. Во время работы со щипцами исследователи прикасались к разным частям тела добровольцев: локтю, запястью, кончику среднего пальца. Затем испытуемых просили не глядя левой, ненагруженной рукой дотронуться до места, которое только что почувствовало прикосновение. Добровольцы ошибались, указывая на более дальние (если считать от предплечья) точки. Там, где они пытались найти пальцы, рука обычно уже кончалась. Этот эффект, по словам биологов, также доказывает изменение схемы тела в момент использования посторонних инструментов.

Это феномен, с которым каждый из нас неосознанно сталкивается каждый день, поясняют ученые. Причина, по которой вы можете чистить зубы, не заглядывая себе в рот и не следя постоянно за движениями руки, именно в том, что щетка, по мнению вашего мозга, является продолжением вашей руки.

Именно эта концепция, теперь подтвержденная, помогает объяснить, почему люди используют инструменты так хорошо. «Мы считаем, что это умение адаптировать представление о нашем теле включением в него инструментов – фундаментальная основа мастерского использования этих инструментов, — говорит Лючилла Кардиналли. — Как только инструмент включается в схему тела, им можно управлять и контролировать его так, как если бы это была часть самого тела».