Я – тело, только тело. Исследование телесности, сознания и ампутированных конечностей - Мохеб Костанди

ящика зависит от постоянности внимания пациента к отраженной в зеркале конечности, поскольку иллюзия рассеивается, едва он отводит взгляд. Кроме того, ящик ограничивает движения настоящей конечности и требует, чтобы пациент удерживал все тело на одном месте. В исследовании 2006 года ученые из Манчестера (Англия) использовали виртуальную реальность для преодоления подобных ограничений. Они разработали систему, состоящую из закрепленного на голове экрана, на который выводится изображение полного тела пациента, включая воссозданную в виртуальной реальности ампутированную руку, управляемую специальной перчаткой для сбора данных, оснащенной датчиками движения и надеваемой на имеющуюся руку. Программное обеспечение системы содержит алгоритм, который переносит движения реальной конечности на виртуальную. Это позволяет пациенту свободно двигаться и действовать без ущерба для иллюзии присутствия потерянной конечности. Система также может использоваться людьми с ампутированными нижними конечностями посредством датчиков, закрепленных на коленном и голеностопном суставах имеющейся ноги10.

Ранние системы виртуальной и дополненной реальности, разработанные в 1960-х годах, позволяли создавать моделируемую среду для военных и медицинских тренингов, и по сей день это две основные области применения данной технологии. Еще одно направление – игровая индустрия, и сегодня существует целый ряд доступных коммерческих устройств для использования как с консолями, так и со смартфонами. Современные системы виртуальной реальности передают изображение на оба глаза через мобильные гарнитуры, воссоздавая бинокулярное стереоскопическое зрение в сочетании с объемным звуком, обеспечивающим эффект погружения. В большинстве случаев используются сгенерированные компьютером изображения, которые передаются на закрепленный на голове аппарат по Wi-Fi, но в некоторых системах сегодня применяется в том числе и реальная видеозапись. Для оцифровки движений пользователя в виртуальной среде в современных системах используется технология отслеживания движений, а в некоторых более изощренных системах – даже технология отслеживания движений глаз.

В разрабатываемых системах виртуальной реальности нового поколения уже добавляется сенсорное измерение. Вибрационные контроллеры для аркадных игр и консолей – обычное дело, и, хотя уже появились тактильные перчатки, обувь и костюмы, они пока не получили широкого распространения в системах виртуальной реальности, возможно из-за своего несколько громоздкого вида. Однако различные исследовательские группы, используя обширные достижения в области наук о материалах и в электронике, работают над созданием мягких интерфейсов на основе искусственной кожи, которые способны сообщать телу механические колебания и прочие виды сенсорной информации. В перспективе такие устройства не только изменят сферу виртуальной реальности и игровую индустрию, но и будут внедрены в следующие поколения протезов, а также могут быть использованы для усовершенствования интерактивной составляющей социальных сетей11.

Проприоцепция и осязание

Основополагающий чувственный вклад в осознание конечности и ее положения, как показывают случаи из клинической практики и эксперименты, вносят сенсорные нервы двигательных структур конечностей, [которые] совместно регистрируют напряжение в тысячах точек, пронизанных ими в мышцах, сухожилиях и связках. От этих точек в нервные центры продолжают поступать нервные импульсы, фиксирующие, можно сказать, напряжение в точках – образцах конечности. В своем осознании конечности и ее положения, как и в осознании движений этой конечности, когда шевелю ей, я не ощущаю никаких следов всего этого. В «переживании» конечности я не нахожу ни намека на это мультиплексное происхождение восприятия, никакого аддитивного характера в нем, ничто не говорит о напряжении внутри конечности, о наличии в ней мышц или сухожилий. Я просто осознаю, где находится конечность и когда она движется – или движима, ведь само ее движение вряд ли способствует дальнейшему восприятию. Восприятие не отличается особой яркостью.

Ч. Шеррингтон, «Человек о своей природе»

Иллюзия резиновой руки позволяет манипулировать визуальной и тактильной информацией для создания отличия между тем, что мы видим, и тем, что чувствуем, то есть для создания ощущения, что искусственная рука на самом деле является настоящей, нашей собственной. В более ранних экспериментах для создания иллюзорных движений конечностей манипулировали проприоцептивной информацией.

Чувство положения в пространстве – проприоцепция – возникает благодаря рецепторам растяжения в суставах, мышцах и сухожилиях, которые активируются при малейших движениях и посылают сигналы в мозг. Но при искусственной активации этих рецепторов возникает иллюзия, что конечность движется и даже принимает невозможные для нее позы, хотя это не так.

При воздействии звукоизлучателя на бицепс в руке создается иллюзия, будто рука сперва распрямляется, а затем сгибается до упора, в результате чего испытуемые сообщают, что их рука сломана или что она сгибается назад, в то время как вибрация трицепса создает иллюзию движения в противоположном направлении, так что испытуемый может сообщить: «моя рука проходит сквозь плечо». Это приводит к значительной путанице относительно реального положения руки, и, более того, иногда вызывает у испытуемого мнимое впечатление, что у него несколько предплечий. Иллюзорные движения воспринимаются как реальные – люди обычно переводят взгляд на воображаемую конечность в новом ее положении, и если к ней поднести свет, то они видят, что конечность движется в направлении иллюзорного движения, хотя реальная рука остается неподвижной12.

Аналогичным образом вибрации в области бицепса, когда человек касается рукой своего носа, создают эффект Пиноккио – ощущение, что нос становится все длиннее и длиннее, в соответствии с иллюзорным движением предплечья, которое, как кажется, все дальше и дальше удаляется от лица. Эта процедура может быть использована и для искажения восприятия размеров других частей тела. Если испытуемый стоит прямо, вытянув обе руки перед собой, то вибрации, подаваемые на оба бицепса, вызывают мнимое удлинение обоих предплечий, а также дают участнику эксперимента ощущение, что его талия расширяется в том месте, где она соприкасается с руками. И наоборот, вибрационное воздействие на трицепсы на обеих руках вызывает иллюзию сгибания предплечий и, соответственно, уменьшения объема талии. Таким образом, вибрации нужной частоты и в нужном месте заставляют рецепторы растяжения посылать сигналы о мнимых изменениях в мозг, который затем соответствующим образом обновляет «онлайновые» репрезентации тела, вызывая мнимые изменения в восприятии ориентации, конфигурации и размеров нашего тела13.

Проприоцепция – чувство положения и перемещения в пространстве как всего нашего тела целиком, так и отдельных конечностей, суставов и других частей – была впервые описана в 1830-х годах шотландским анатомом и хирургом Чарльзом Беллом, который считал ее шестым чувством: «Мышцы обычно срабатывают настолько четко, что мы не отдаем себе отчета в том, как именно у нас получается стоять, […] [однако] при попытке пройти по узкому карнизу это осознание к нам приходит, и действия мышц масштабируются и становятся наглядными»14.

У людей и других млекопитающих органы проприоцепции находятся в скелетной мускулатуре, сухожилиях и суставах. Внутри мышечных волокон находятся соединительнотканные капсулы, называемые нервно-мышечными веретенами. В них параллельно основным мышечным волокнам протянуты специализированные