Проприоцепция — шестое чувство?
Почувствовать тело своим труднее, чем вы думали
Закройте глаза и коснитесь носа. Как правило, это сделать не сложно – мозг осознаёт положение и движение тела в пространстве. Это называется «проприоцепция». Как работает это «шестое чувство», и что происходит, если оно накладывается на сигналы от других органов чувств?
Мы знаем пять органов чувств: зрение, слух, обаяние, вкус, осязание. Идея о том, что их всего пять, у нас осталась от Аристотеля, который отвергал идею о шестом чувстве. Однако на протяжении веков учёных не покидает мысль, что должно быть шестое, которое позволяет нам ощущать собственное тело.
Между учёными до сих пор кипят споры о том, можно ли проприоцепцию отнести к известным пяти. В конце концов, все эти пять чувство позволяют нам воспринимать окружающий мир, в то время как проприоцепця даёт возможность ощущать собственное тело в этом окружающем мире.
Шестое это чувство или нет, доказано, что проприоцепция жизненно необходима для ежеминутного контроля над своим телом. По словам учёной Элисон Эббот, «Без неё наш мозг потеряется».
Что же такое проприоцепция? Давайте определим сначала, что не является проприоцепцией.
Проприоцепция это не вестибулярный аппарат, мастер равновесия и ориентации в пространстве. Вестибулярный аппарат создаёт баланс при движении тела в пространстве.
Хотя эти два слова часто подменяются друг другом, проприоцепция это не кинестезия. Подобно проприоцепции, кинестезия даёт мозгу представление о мышечно-суставном движении в пространстве, и всё же между ними есть разница.
Кинестезия по природе поведенческое чувство, оно сосредоточено на положении и движении тела, оно использует повторяющиеся поведенческие стереотипы для улучшения движения. Например, координация руки и глаза с мышечной памятью включает кинестезию: чем чаще мы совершаем определённое действие (в спорте, например), тем лучше мы его совершаем. Проприоцепция, наоборот, имеет дело с положением тела, сфокусирована на когнитивном осознании его положения в пространстве.
Считается, что система проприоцепция включает в себя и вестибулярную, и кинестетическую системы.
Проприоцепция это «ощущение положения, движения конечностей и тела, ощущение совершаемых усилий, прилагаемой мышечной силы и действия силы тяжести на тело. Проприоцепция использует рецепторы, – проприорецепторы – расположенные на коже, мышцах и суставах, для того, чтобы ощущать своё тело изнутри.
История изучения
Удивительно, но изучение проприоцепции началось две сотни лет назад. В 1826 невролог Шарль Бэл задался вопросом, какие ещё есть функции у мышц, кроме как сокращаться по приказу моторных нейронов. Он пришёл к выводу, что они ещё и «рассказываю» мозгу о положении тела и конечностей, если иначе об этом никак нельзя узнать (например, если ты не видишь свои руки).
В 1887 году невролог Генри Чарльтон Бастиан предложил заменить термин «кинестезия» общими терминами «мышечное чувство» и «чувство давления». Согласно Бастиану, кинестезия это восприятие движений тела и конечностей в пространстве, степень прилагаемых усилий и веса.
Почти двадцать лет спустя, в 1906 году, нейрофизиолог Шарль Скотт Шеррингтон разделил термины «проприоцепция», «экстерцепция», «интерцепция». Проприоцепция, сказал он, это ощущение тела, которое идёт от чувствительных рецепторов – проприорецепторов, расположенных в мышцах, связках, суставах.
Интерцепция и экстерцепция даёт мозгу информацию о внутренних органах и внешнем мире соответственно.
Изначально учёные утверждали, что мозг имеет представление о положении конечностей от мышц. В 20-м веке они приписывали эту роль суставам, полагаясь на изучение рецепторов растяжения в коленных суставах кошек. Сегодня мнение поменялось, и большинство неврологов считают, что принцип проприоцепции основан на мышечных рецепторах.
Как всё это работает?
Проприоцепция основана на сигналах, которые мозг получает от проприорецепторов, находящихся в каждой мышце. Исследования, проводимые в 1960-х и 1970-х годах, показали, что проприорецепторы докладывают центральной нервной системе обо всех изменениях в мышцах с помощью моторных нейронов. Проприорецепторы дают информацию не только о мышцах, но и об углах вращения в суставах, хотя в суставах есть свои проприорецепторы, которые передают сигналы нервной системе. Вдобавок свои рецепторы есть на коже – они называются «механорецепторы», которые тоже поставляют информацию о положении конечностей.
Разумеется, проприорепторы докладывают и об отсутствии движения – именно поэтому мы знаем, где и как лежит наша рука, если она не в движении.
Кроме этого, есть ещё одна группа рецепторов, которая даёт сигналы о движении, они называется «рецепторами силы тяжести и прилагаемого усилия».
Связки соединяют мышцы и кости. В связках есть проприорецпторы, которые называются «аппарат Гольджи», от него в мозг идёт информация о напряжении в мышцах. Так мы знаем, сколько усилий нужно приложить в определённом упражнении.
Мозг, а конкретно мозжечок, получает информацию от всех проприорецептивных «агентов», и строит представление, какие движения тело совершает в данный момент времени. Однако способ, которым мы ощущаем наше тело и его движения, не ограничивается одними проприорецепторами.
Например, исследования 2010 года показали, что в теле нет таких рецепторов, которые докладывали бы мозгу о размерах и форме частей тела. Был сделан вывод о том, что чувство положения тела в пространстве относится к «изначально заложенной модели тела», которую мы можем подсознательно усовершенствовать путём взаимодействия с окружающим миром.
Учёным давно известно, что наше зрение влияет на чувство положения тела в пространстве. В 1999 году исследователи обнаружили, что визуальные и проприоцептивные сигналы о положении в пространстве руки заложены в одних и тех же нейронах в коре головного мозга, что и у обезьян.
На основании исследований сделано предположение о том, что зрение участвует в планировании предстоящего движения, тогда как проприоцепция превращает этот план в действие. В одном исследовании даже говорится, что иногда зрение перебивает проприоцептивный механизм, если дело касается определения положения тела в пространстве и его движениях.
Ощущаем и владеем своим телом
Важно знать, что проприоцепция и наша способность определять движение и положение частей тела, создают у нас чувство владения собственным телом, или понимание того, что это тело принадлежит именно нам, а не кому-то другому. Исследования показали, что визуальная составляющая не является необходимым условием для чувства владения своим телом, – необходима только проприцепция (хотя зрение, несомненно, помогает). Недавние исследования показали, что проприоцепция и мультисенсорная интеграция важны для развития телесной осознанности в период младенчества.
Что всё это означает для тех, чей проприоцептивный механизм нарушен вследствие повреждения спинного мозга или иных нарушений? Отличается ли их ощущение своего тела? Опять же исследования показали, что отсутствие развитого механизма проприоцепции проявляется в нарушенном чувстве владения собственным телом.
Хотя проприоцепция очень важна для ощущения нашего тела и развития чувства владения своим телом, она тоже даёт сбои. Это становится понятно, когда мы ощущаем своё тело в определённом положении, но в зеркале видим совсем иное. Например, в сложной йога-асане.
Самый известный пример – «иллюзия резиновой руки». Мы можем убедить человека, что «резиновая рука» является частью его тела, если будем мягко трясти одновременно резиновой рукой перед его глазами и спрятанной за его спиной его собственной рукой. Это заставляет мозг переключиться от положения своей руки к положению руки резиновой. Такой феномен называется «проприоцептивный сдвиг». Исследования показали, что проприоцептивный сдвиг случается во время пребывания в виртуальной реальности (компьютерных игр).
Чувство владения можно обвести вокруг пальца иным методом. В одном эксперименте исследователи создали впечатление у испытуемых, что у них три руки.
Как почувствовать, что у вас три руки
Обобщая выводы, всё это показывает, что владение бессчетным количеством рук зависит от совпадения визуальной информации о пространственной ориентации резиновой руки и проприоцептивной информации и положении реальной руки, а так же наложении друг на друга визуальной и тактильной информации от обеих рук.
Обманутое проприоцептивной чувство, возможно, стоит за явлением «эффекта культи», — ощущением после ампутации, что недостающая конечность всё ещё есть.
Несколько лет назад учёные предположили, что фантомные боли после ампутации – результат «проприоцептивной памяти», этакий конфликт между памятью и зрением. Мозг помнит положение конечности и её взаимоотношения с телом и другими конечностями (на основании проприоцепции), но глаз уже не наблюдает. Лечение этих болей состоит в разрешении конфликта между визуальной системой и памятью.
Всё ещё остаётся не ясным, на чём мозг основывает представление о форме тела. Любопытно узнать, можем ли мы сформировать чувство владения своим телом только на основании одной проприоцепции, поскольку очевидно, что её сигналы накладываются на сигналы от других органов чувств (зрение и осязание). Несомненно, что будущие исследования прольют свет за эту загадку, а так же на ту, как проприоцепция меняется с годами. Известно, что с возрастом чувство проприоцепции подводит, и это является причиной частых падений людей в пожилом возрасте.
