До того как участники увидели изображение или почувствовали давление на палец, активность верхнего холмика уже различалась в зависимости от ожидаемого сигнала. К такому выводу пришли авторы исследования, изучив данные МРТ 80 взрослых. Статья Danlei Chen и коллег вышла 7 октября 2026 года в журнале Nature Neuroscience.

Верхний холмик расположен в среднем мозге. Он обрабатывает сенсорную информацию и участвует в управлении движениями глаз и тела. Его слои реагировали по-разному: изображение сильнее меняло сигнал в поверхностных слоях, давление на левый большой палец — в глубоких. Сканер МРТ с магнитным полем 7 тесла и разрешением 1,1 мм позволил исследователям сравнить активность на разной глубине этой небольшой структуры.

Различия появлялись до стимула

Перед сигналом участники видели фигуры, а затем в течение двух секунд либо принимали решение, либо наблюдали, как его выбирает компьютер. В это время зрительные и двигательные условия в двух группах были одинаковыми, однако рисунок активности верхнего холмика зависел от того, ожидали люди изображение или давление. Алгоритм машинного обучения распознавал ожидаемый тип сигнала по этому рисунку. Он также находил сходство между паттернами активности до стимула и во время него.

Представим два ряда датчиков, один у поверхности структуры, другой глубже. Если перед изображением и прикосновением меняются разные ряды, по их показаниям можно понять, какой сигнал ожидается. Это лишь аналогия: исследователи измеряли сигнал МРТ в слоях мозга, а не работу отдельных датчиков. Есть и оговорка: перед ожидаемым изображением различие активности между поверхностными и глубокими слоями само по себе не достигло статистической значимости. Но по общему рисунку активности классификатор всё же различал ожидаемые виды стимуляции.

Похожие сигналы, связанные с ожиданием, исследователи обнаружили в двух ядрах таламуса. Латеральное коленчатое ядро участвует в зрительной обработке, а вентральное заднелатеральное связано с обработкой ощущений от тела. Результаты показывают, что активность этих подкорковых структур различалась ещё до поступления ожидаемого зрительного или тактильного сигнала.

Границы эксперимента

Участники выполняли лабораторную задачу: одна группа смотрела изображения, другая получала механическое давление на левый большой палец. Каждый человек проходил только одну из двух задач. Поэтому исследование не показывает, как ожидания влияют на обычное повседневное восприятие.

Авторы не исключают, что сигнал перед давлением отражал не только ожидание прикосновения, но и подготовку движения или общую готовность к потенциально неприятному ощущению. Во время сканирования движения глаз не регистрировали, поэтому их возможный вклад нельзя полностью исключить. Кроме того, МРТ измеряла изменения кровотока, связанные с активностью мозга. Исследование не установило, в каком направлении сигналы передаются между структурами.

Тем, кто готовит работу по нейронауке, может пригодиться помощь с подготовкой научной статьи.

Схема показывает, что до зрительного или тактильного стимула рисунки активности в верхнем холмике и связанных с чувствами ядрах таламуса различались в зависимости от ожидаемого сигнала; направление передачи сигналов не показано.

Фото: MART PRODUCTION / Pexels