นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโตรอนโต (U of T) ที่สำรวจความลึกลับนี้พบว่าเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าของสมองซึ่งเป็นบริเวณที่รู้จักกันเป็นหลักสำหรับบทบาทในการควบคุมพฤติกรรม การยับยั้งแรงกระตุ้น และความยืดหยุ่นในการรับรู้ ก่อให้เกิดความรู้สึกทั่วไปดังกล่าวโดยอาศัยข้อมูลที่ให้มา ความรู้สึกต่างๆ การค้นพบนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับบทบาทที่ไม่ค่อยเข้าใจของเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าในการรับรู้ของมนุษย์

นักวิจัยได้ตรวจสอบรูปแบบของกิจกรรมของระบบประสาทในเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าและส่วนอื่นๆ ของสมองที่ทราบว่ามีหน้าที่ในการประมวลผลการกระตุ้นจากประสาทสัมผัสทั้งหมดโดยใช้ภาพถ่าย เสียง และแม้แต่หินนวดที่อุ่นร่วมกัน และพบว่ามีความคล้ายคลึงกันอย่างมีนัยสำคัญ

Dirk Bernhardt-Walther ศาสตราจารย์ภาควิชาจิตวิทยา กล่าวว่า ไม่ว่าบุคคลจะได้รับความอบอุ่นโดยตรง หรือเพียงแค่มองภาพที่มีแสงแดดส่อง เราก็เห็นรูปแบบการทำงานของระบบประสาทแบบเดียวกันในเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้า ในคณะอักษรศาสตร์และวิทยาศาสตร์ที่ U of T และผู้เขียนร่วมของการศึกษาที่ตีพิมพ์ในJournal of Neuroscience ที่อธิบายถึงผลการวิจัย "ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าทำให้เกิดประสบการณ์การรับรู้ที่มาจากความรู้สึกที่แตกต่างกัน"

เพื่อให้เข้าใจว่าสมองของมนุษย์ประมวลผลข้อมูลจำนวนมากจากสิ่งแวดล้อมได้อย่างไร นักวิจัยมักจะศึกษาความรู้สึกแบบแยกส่วน โดยงานก่อนหน้านี้ส่วนใหญ่จะเน้นที่ระบบการมองเห็น Bernhardt-Walther กล่าวว่าแม้ว่างานดังกล่าวจะส่องสว่างและมีความสำคัญ แต่ก็มีความสำคัญเท่าเทียมกันที่จะค้นหาว่าสมองรวมข้อมูลจากประสาทสัมผัสต่างๆ อย่างไร และใช้ข้อมูลในลักษณะที่มอบหมายงานอย่างไร "การทำความเข้าใจพื้นฐานของความสามารถเหล่านี้เป็นรากฐานสำหรับการวิจัยความผิดปกติของการรับรู้" เขากล่าว

การใช้เทคโนโลยีการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (fMRI) เพื่อจับภาพกิจกรรมของสมอง นักวิจัยได้ทำการทดลองสองครั้งกับผู้เข้าร่วมคนเดียวกัน โดยอาศัยการรู้ว่าบริเวณต่างๆ ของสมองตอบสนองแตกต่างกันอย่างไร ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของการกระตุ้น

ในตอนแรก ผู้เข้าร่วมได้ดูภาพชุดของฉากต่างๆ รวมถึงชายหาด ถนนในเมือง ป่า และสถานีรถไฟ และขอให้ตัดสินว่าฉากนั้นอบอุ่นหรือเย็นและมีเสียงดังหรือเงียบ ตลอดกิจกรรมของระบบประสาทในหลายภูมิภาคของสมองถูกติดตาม

ในการทดลองครั้งที่สอง ผู้เข้าร่วมการทดลองจะได้รับหินนวดจำนวนหนึ่งซึ่งได้รับความร้อนถึง 45 องศาเซลเซียสหรือทำให้เย็นถึง 9 องศาเซลเซียส และต่อมาได้สัมผัสกับเสียงทั้งที่เงียบและเสียงดัง เช่น นก ผู้คน และคลื่นที่ชายหาด

"เมื่อเราเปรียบเทียบรูปแบบของกิจกรรมในเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้า เราสามารถกำหนดอุณหภูมิได้ทั้งจากการทดลองหินและจากการทดลองด้วยรูปภาพ เนื่องจากรูปแบบกิจกรรมของระบบประสาทสำหรับอุณหภูมิมีความสอดคล้องกันมากระหว่างการทดลองทั้งสองครั้ง" ผู้เขียนนำการศึกษากล่าว Yaelan Jung ซึ่งเพิ่งสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอกที่ U of T โดยทำงานร่วมกับ Bernhardt-Walther และปัจจุบันเป็นนักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ Emory University

"เราสามารถระบุได้สำเร็จว่าผู้เข้าร่วมกำลังถือหินอุ่นหรือหินเย็นจากรูปแบบของการทำงานของสมองในเยื่อหุ้มสมอง somatosensory ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสมองที่รับและประมวลผลข้อมูลทางประสาทสัมผัสจากทั้งร่างกายในขณะที่การทำงานของสมองในการมองเห็น เยื่อหุ้มสมองบอกเราว่าพวกเขากำลังดูภาพของฉากที่อบอุ่นหรือเย็น” Jung กล่าว

รูปแบบเข้ากันได้มากจนตัวถอดรหัสที่ได้รับการฝึกฝนเกี่ยวกับการทำงานของสมองส่วนหน้าจากการทดลองหินสามารถทำนายอุณหภูมิของฉากที่ปรากฎในภาพขณะดูได้

"มันบอกเราเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างคนที่รู้สึกอบอุ่นเมื่อได้ดูภาพกับการสัมผัสวัตถุที่อบอุ่นจริงๆ" Jung กล่าว

ในทำนองเดียวกัน นักวิจัยสามารถถอดรหัสเสียงที่มีเสียงดังและเงียบจากเยื่อหุ้มหูของสมองและรูปภาพของฉากที่มีเสียงดังและเงียบจากเยื่อหุ้มสมองที่มองเห็นได้

"โดยรวมแล้ว รูปแบบการทำงานของระบบประสาทในเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าที่เกิดจากผู้เข้าร่วมดูภาพนั้นเหมือนกับรูปแบบที่เกิดจากประสบการณ์จริงของอุณหภูมิและระดับเสียงรบกวน" จุงกล่าว

นักวิจัยแนะนำว่าการค้นพบนี้อาจเปิดช่องทางใหม่ในการศึกษาวิธีที่สมองจัดการและแสดงคุณลักษณะที่ซับซ้อนในโลกแห่งความเป็นจริงซึ่งครอบคลุมประสาทสัมผัสหลายแบบแม้จะไม่ได้สัมผัสโดยตรงก็ตาม

Bernhardt-Walther กล่าวว่า "ในการทำความเข้าใจว่าสมองของมนุษย์รวมข้อมูลจากประสาทสัมผัสต่างๆ เข้ากับแนวคิดระดับสูงได้อย่างไร เราอาจสามารถระบุสาเหตุของการไร้ความสามารถเฉพาะเพื่อจดจำวัตถุหรือแนวคิดบางประเภทได้" Bernhardt-Walther กล่าว

"ผลลัพธ์ของเราอาจช่วยผู้ที่มีข้อจำกัดในกิริยาทางประสาทสัมผัสแบบหนึ่งเพื่อชดเชยกับอีกรูปแบบหนึ่งและเข้าถึงแนวคิดที่เหมือนกันหรือคล้ายกันมากในเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าส่วนหน้า ซึ่งจำเป็นสำหรับการตัดสินใจเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมของพวกเขา"

สนับสนุนการวิจัยโดยสภาวิจัยสังคมศาสตร์และมนุษยศาสตร์แห่งแคนาดา และสภาวิจัยวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมธรรมชาติของแคนาดา