Наскільки ви відчуваєте себе в даний момент? Можливо, трохи менше, ніж думаєте.

Навіть коли ви дивитеся на екран, щоб прочитати ці слова, ваш мозок може швидко перемикатися між тим, що ви свідомо сприймаєте, та іншою візуальною інформацією, яка ніколи не досягає вашої свідомості.

Нове дослідження, яке включає як макак, так і людей, показує, що мозок може перемикатися між свідомою та несвідомою інформацією приблизно 15 разів на секунду. Це піднімає цікаве питання: що насправді керує вашим свідомим сприйняттям світу.

"У будь-який момент лише частина активності мозку досягає свідомої уваги, тоді як решта обробляється без жодного досвіду", - пише команда нейробіологів на чолі з Янісом Хессом та Доріс Цао з Каліфорнійського університету в Берклі.

Це розділення є одним з найосновніших нерозв'язаних питань у нейробіології.

Наші тіла виконують багато дій автоматично, і сприйняття є одним з них. Ми рухаємося світом під постійним потоком сенсорної інформації, і не можемо вимкнути нашу здатність її сприймати.

Однак наш мозок може зменшити пріоритет деякої з цієї інформації. Відомий приклад - ваш ніс. Він завжди знаходиться прямо посередині вашого поля зору, але ваш мозок в основному ігнорує його. Ви знаєте, що він там; вам не потрібно, щоб ваші очі постійно це підтверджували.

Це, безумовно, дуже корисно. Без цього ми були б переповнені величезною кількістю сенсорних даних, які отримує наш мозок.

Але це також ставить величезне питання: як мозок визначає, яку інформацію ми свідомо сприймаємо, а яка залишається прихованою від свідомості?

Щоб знайти відповіді, нейробіологи витратили десятиліття на вивчення, які частини мозку активуються, коли стимулюється свідоме сприйняття. Однак з часом виникла проблема. Ті ж частини мозку можуть реагувати і на несвідомі стимули.

Хесс та його колеги поставили нове питання. А що, якщо ці пошуки були зосереджені на неправильному вимірі?

Що, якщо відповідь полягає не в просторі, а в часі?

Іншими словами, вони вважали, що зміни активності мозку з часом можуть дати підказки про те, як мозок обробляє свідому та несвідому візуальну інформацію.

Їхнє дослідження зосередилося на макаках, які носили анагліфні окуляри.

Ви, напевно, знайомі з окулярами, які мають одну червону лінзу і одну блакитну, які використовуються для того, щоб обманути ваші очі, змушуючи їх думати, що ви бачите 3D-зображення.

Ту ж систему можна використовувати, щоб показати вашим очам два різні зображення. Око, що дивиться через блакитну лінзу, може бачити червоне зображення, але не блакитне, а око, що дивиться через червону лінзу, може бачити блакитне зображення, але не червоне.

Дослідники використали цей трюк, щоб показати макакам два різні обличчя. Спочатку вони представили одне обличчя одному оку. Потім, поки це зображення залишалося на місці, вони раптово представили друге обличчя іншому оку.

Ось тут починається цікаве. Замість того, щоб бачити обидва обличчя одночасно, мозок зазвичай надає пріоритет новому обличчю, пригнічуючи перше з свідомості.

Перше обличчя нікуди не зникло. Око все ще його отримує. Але мозок більше не виводить його в свідоме сприйняття.

Цей феномен називається бінокулярним пригніченням спалахів; це дуже корисний інструмент, який нейробіологи, що вивчають свідоме та несвідоме візуальне сприйняття, використовують вже десятиліттями.

Оскільки макаки не могли сказати дослідникам, яке з двох зображень вони свідомо сприймають, до експерименту були залучені люди, щоб перевірити техніку та підтвердити, що саме друге зображення домінує в свідомому сприйнятті.

Після того, як дослідники підтвердили, що техніка працює, вони звернули увагу на мозок макак.

Використовуючи маленькі електроди, вставлені в області, що беруть участь у візуальній обробці, вони записали електричну активність сотень нейронів одночасно, поки мавпи дивилися на суперечливі зображення.

Їх особливо цікавили області, які спеціалізуються на розпізнаванні облич. Тут вони виявили два різні патерни мозкової активності: один пов'язаний з першим обличчям, а інший - з другим.

Цікаво, що патерн з'явився і в часі.

Навіть якщо друге обличчя очікувалося, що залишиться домінуючим у свідомому сприйнятті, нейрони не постійно представляли це обличчя. Натомість їхня активність швидко чергувалася між свідомо сприйнятим обличчям і тим, що було пригнічене.

Це перемикання відбувалося приблизно 15 разів на секунду.

Отже, навіть якщо друге обличчя очікувалося, що домінуватиме в сприйнятті макак, перше обличчя продовжувало миготіти в їхніх мозках.

Дослідники також виявили ще одну цікаву річ. Під час свідомих моментів нейрони реагували більш різко на особливості сприйнятого обличчя, ніж на особливості пригніченого обличчя під час пригнічених моментів, що свідчить про те, що мозок може мати спосіб розрізняти між двома, навіть коли він чергує між ними.

Результати не пояснюють, як мозок вирішує, яка інформація досягає свідомості, але дослідники припускають, що цей процес дозволяє мозку сортувати альтернативну візуальну інформацію, не змінюючи поточну поведінку. Такий процес може дозволити нам продовжувати орієнтуватися в світі, поки наш мозок непомітно розглядає інші інтерпретації того, що ми бачимо.

Дослідження має деякі важливі обмеження. У дослідженні брали участь лише дві макаки, і вони не могли повідомити, що вони бачать, тому їхнє свідоме сприйняття довелося виводити з експериментів з людьми. Крім того, дослідники вивчали лише специфічні області, що беруть участь у візуальній обробці, а не весь мозок.

Проте результати піднімають захоплюючу можливість – що наше, здавалося б, безперервне сприйняття світу полегшується завдяки бурхливій, складній нейронній активності, що відбувається за закритими дверима нашого свідомого досвіду.

"Визначення механізмів, які координують ці переходи, і визначення, чому лише деякі тимчасові сегменти стають доступними для свідомості, буде важливим для розуміння того, як тимчасова динаміка популяції призводить до свідомого сприйняття", - пишуть дослідники.

Результати, які ще не пройшли рецензування, доступні на bioRxiv.