Чувствительность к внешним стимулам зависит не только от состояния нервной системы, но и от цикла работы сердца.
Обычно мы не замечаем биение сердца и обращаем на него внимание только в необычных ситуациях — например, при волнении или при аритмии. Мозг активно подавляет восприятие сердцебиения и побочным результатом может быть снижение восприятия других сенсорных стимулов.
Такой вывод сделала команда учёных из Института когнитивных и нейронаук Общества Макса Планка при участии Вадима Никулина, ведущего научного сотрудника Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ. Статья о взаимодействии мозга и сердца опубликована в PNAS.
Цикл работы сердца состоит из двух фаз. Во время систолы происходит сокращение сердечных мышц, а во время диастолы — их расслабление. Известно, что человек более восприимчив во время диастолы, тогда как во время систолы чувствительность снижается.
Чтобы выяснить, что происходит с мозгом во время разных фаз сердцебиения, учёные провели эксперимент. На пальцы каждого из 37 испытуемых воздействовали едва различимым током. После каждой пробы у участников спрашивали, ощутили ли они стимуляцию. В это время активность мозга и сердца считывалась с помощью ЭЭГ и ЭКГ.
Как и ожидалось, во время систолы участники чаще не замечали наличие стимулов. Снижение чувствительности сопровождалось изменением активности мозга. На ЭЭГ человека можно наблюдать потенциал P300, связанный с различением и восприятием стимулов. Во время систолы этот потенциал оказался менее выраженным. Амплитуда вызванных сердцебиением потенциалов в мозге (перед предъявлением стимулов) коррелировала отрицательно с детекцией стимулов. Таким образом, чем больше вызванный сердцебиением потенциал, тем меньше потенциал P300 и тем более вероятно испытуемый пропускал воздействие током.
Исследователи полагают, что мозг предсказывает, когда произойдёт следующее сокращение сердца, и подавляет восприятие стимулов сильнее в фазе систолы, чтобы человек не отвлекался на сердечный ритм или не перепутал его с внешним стимулом.
«Полученные результаты важны, поскольку они показывают, что восприятие внешнего мира может измениться в зависимости от фазы сердечного сокращения, которое является периодическим процессом, который мы обычно не замечаем, — комментирует первый автор исследования Эсра Ал (Esra Al). — Таким образом, можно говорить о том, что не только мозг, но и другие части тела играют важную роль в процессах, связанных с сознанием».
Результаты исследования важны для понимания нейрональных процессов, связанных с тревожными состояниями. Такие состояния связаны не только с изменением частоты сердечного ритма, но и с изменением восприятия сердцебиения.