Ученые из Национального исследовательского университета "Высшая школа экономики" разработали новую методику, позволяющую выявлять нарушения моторики с помощью 3D-объектов и системы инфракрасного трекинга. Эксперимент показал, что мозг начинает оптимизировать движения еще до их начала, а значит, моторное планирование является отдельной фазой, зависящей от будущих требований к действию. Это открытие может стать важным шагом в лечении нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона, и в реабилитации пациентов после инсультов. Пресс-релиз имеется в распоряжении ИА StolicaMedia.
Моторное планирование — процесс, при котором мозг заранее строит стратегию движения, будь то простое взятие чашки или более сложное действие с поворотом предмета. Ранее ученые изучали этот процесс с помощью ЭЭГ, МРТ и визуальных стимулов, но эти методы не позволяли точно отделить фазу планирования от самой реализации движения. Кроме того, использование привычных предметов мешало исключить влияние опыта и ассоциаций.
Для нового эксперимента исследователи создали абстрактные 3D-объекты, не связанные с повседневными предметами. 21 участник должен был взять объект, при необходимости повернуть его на 0°, 90°, 180° или 270° и точно разместить на подложке с изображением фигуры. Движения отслеживались инфракрасной трекинг-системой с высокой точностью, а каждое действие делилось на отдельные фазы — от момента открытия защитных очков до завершения размещения объекта.
Результаты показали, что угол поворота существенно влияет на параметры движения: увеличивается время начала действия, меняется амплитуда раскрытия пальцев, траектория кисти становится длиннее. Симметричный поворот на 180° выполняется быстрее, чем асимметричные на 90° и 270°, что подтверждает, что мозг учитывает не только сложность, но и геометрию движения при планировании.
Разработанная методика полезна не только для фундаментальных исследований, но и для клинической практики. Четкое разделение фаз планирования и выполнения помогает точнее диагностировать нарушения моторики и разрабатывать эффективные реабилитационные программы. Система инфракрасного трекинга компактна и может использоваться в клиниках, спортивных лабораториях или на выездных исследованиях, позволяя обнаруживать ранние признаки неврологических расстройств.
Исследование проведено в рамках Программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ. Ведущий научный сотрудник Центра нейроэкономики и когнитивных исследований НИУ ВШЭ Маттео Феурра отметил, что методика открывает новые возможности для диагностики и реабилитации пациентов, а также может применяться в спорте и научных исследованиях за пределами лаборатории.
