Выбор руки — это бессознательное решение, часто принимаемое в повседневной жизни, будь то тянуться за предметом, например, чашкой, или выполнять любую другую задачу. На это решение влияет информация, связанная с целью, например, местоположение, форма и ориентация объекта. Однако вероятность выбора для каждой руки достигает равновесия, когда факторы, связанные с целью, одинаковы для левой и правой руки.

Недавние открытия показывают, что выбор руки в таких неоднозначных ситуациях предвзят из-за предварительной информации, полученной до представления цели. Одним из таких факторов является предварительная соматосенсорная стимуляция на одном запястье, которая, вероятно, влияет на активность мозга, повышая вероятность выбора стимулированной руки. Это явление подчеркивает интригующую связь между сенсорным вводом и двигательными решениями.

Исследовательская группа под руководством доктора Кенто Хираямы из Университета Васэда и Университета Южной Калифорнии, а также доктора Риэко Осу из Университета Васэда и доктора Тору Такахаши из Университета Васэда и Института исследований мозга Лауреата изучили, как соматосенсорная стимуляция запястья влияет на решение о выборе руки.

Исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports 30 сентября 2024 года, демонстрирует, что применение сенсорных стимулов к срединному и локтевому нервам запястья может повлиять на последующие двигательные решения, увеличивая вероятность использования стимулированной руки в задачах, требующих как можно более быстрого выбора одной руки для достижения цели.

Ощущение стимуляции, по-видимому, влияет на систему принятия двигательных решений в мозге, незаметно направляя человека к выбору стимулируемой руки.

Исследовательская группа провела серию экспериментов, в ходе которых здоровым участникам предлагалось выполнить задания на выбор рукой, получая при этом одностороннюю соматосенсорную стимуляцию запястья за 0, 300 или 600 мс до предъявления цели.

Результаты выявили четкую закономерность: участники значительно чаще использовали стимулированную руку для целей в центральной области, где выбор трудно определить на основе информации о цели.

Было обнаружено, что соматосенсорная односторонняя стимуляция запястья связана с решениями по выбору руки, благоприятствуя выбору стимулируемой руки. Кредит: Kento Hirayama et al. Scientific Reports (2024). DOI: 10.1038/s41598-024-73245-7
В периферической области, где целевая информация была эффективной, рука, ипсилатеральная по отношению к цели, имела тенденцию к выбору независимо от стимуляции.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что периферическая сенсорная информация может влиять на принятие двигательных решений, особенно в неоднозначной ситуации выбора руки, что свидетельствует о ранее недооцененной роли соматосенсорики в управлении выбором руки.

Более того, электрическая стимуляция одностороннего запястья привела к более быстрой реакции, чем двусторонняя стимуляция запястья и условия без стимуляции, что позволяет предположить, что целевые сенсорные сигналы могут облегчить процесс принятия решений.

«Это исследование потенциально может открыть новые терапевтические возможности для облегчения использования паретичной руки, улучшая ее функции у людей с двигательными нарушениями, например, у людей, переживших инсульт», — говорит Хираяма.

«Применяя контролируемую соматосенсорную стимуляцию, можно будет смещать двигательные решения таким образом, чтобы поощрять более эффективное использование пораженной руки, что может способствовать выздоровлению и реабилитации».

В дополнение к своим клиническим последствиям , исследование также вносит вклад в наше понимание фундаментальных процессов, вовлеченных в принятие решений о движении. Показывая, что мозг интегрирует сенсорные входы от тела для руководства действием, исследование добавляет новый слой к нашим знаниям о том, как мозг контролирует движение и реагирует на сигналы окружающей среды.

Поскольку область нейрореабилитации продолжает развиваться, понимание того, как периферические сенсорные сигналы могут влиять на выбор движений, может привести к разработке более эффективных и индивидуализированных методов лечения пациентов с двигательными нарушениями.

«В целом наше исследование закладывает основу для разработки компактного, легкого, недорогого и легкодоступного реабилитационного устройства, которое можно интегрировать с традиционными методами реабилитации для улучшения восстановления двигательных функций», — заключает Хираяма.