В научно-фантастических произведениях персонажи часто летают с помощью биологических крыльев, однако для современной науки этот сценарий долгое время казался невозможным. Новое исследование доказывает, что мозг человека обладает достаточной пластичностью, чтобы интегрировать в схему тела даже те конечности, которые не предусмотрены эволюцией. Используя технологии виртуальной реальности, учёные продемонстрировали, как цифровая имитация полёта меняет структуру восприятия на нейронном уровне.
Идея эксперимента возникла в ходе дискуссии когнитивного нейробиолога Яньчао Би и руководителя лаборатории моторного контроля Пекинского университета Куньлиня Вэя. Исследователи задались вопросом: сможет ли человек освоить механику птичьего полёта в VR и как на это отреагирует мозг? Для реализации задачи нейробиолог Иян Цай разработал интенсивную недельную программу тренировок, основанную на биомеханике полёта птиц.
В эксперименте приняли участие 25 добровольцев. С помощью VR-шлемов и систем отслеживания движений участники видели в виртуальном зеркале свои аватары — человекоподобные фигуры с массивными пернатыми крыльями. Управление ими было привязано к движениям рук и поворотам запястий: взмахи и наклоны в реальности дублировались цифровыми конечностями, позволяя маневрировать в виртуальном пространстве.
Программа включала серию усложняющихся задач. Испытуемые учились отбивать падающие воздушные шары, удерживаться в воздухе над виртуальными обрывами и пролетать сквозь кольца. Как отмечает нейробиолог Цзыи Сюн из Пекинского педагогического университета, скорость адаптации варьировалась: некоторым полёт давался с первой попытки, другим требовалось до четырёх сессий, но прогресс был зафиксирован у всех.
После завершения тренировок учёные провели функциональное исследование мозга респондентов. Выяснилось, что участки зрительной коры, обычно отвечающие только за восприятие человеческих конечностей, начали активно реагировать на изображения крыльев. Более того, характер нейронного отклика на «крылья» стал напоминать реакцию на настоящие руки. Это указывает на то, что мозг начал воспринимать виртуальные крылья как часть собственной биологической структуры.
Когнитивный нейробиолог Джейн Аспелл из Университета Англия Раскин подчеркивает, что исследование демонстрирует поразительную пластичность мозга. Если нейросеть способна включить в свою схему нечто столь «нечеловеческое», как крыло, то теоретически она может адаптироваться к любым технологическим дополнениям. Это открывает новые перспективы для создания бионических протезов и экзоскелетов будущего.
Помимо нейрофизиологических изменений, эксперимент выявил трансформацию субъективного опыта. Куньлинь Вэй утверждает, что практическое управление крыльями в VR даёт понимание физики полёта, недоступное при просмотре видео. Это знание может быть применено для развития технологий искусственных чувств, позволяя людям осваивать ранее невозможные способы восприятия реальности.
Исследование также поднимает вопросы о будущем человека в цифровой среде. Способность мозга к реорганизации в ответ на новый опыт обучения оказалась гораздо шире, чем считалось ранее. Это превращает виртуальную реальность из инструмента развлечения в полигон для трансформации человеческой природы.
Яньчао Би резюмирует, что такой опыт радикально меняет мировосприятие. Осознание крыльев как собственных конечностей подтверждает, что мозг не является статичной структурой, а постоянно подстраивается под задачи, которые ставит перед ним окружающая среда. В перспективе результаты этой работы могут лечь в основу систем реабилитации и методов обучения управлению сложной робототехникой.
