有证据表明,在缺乏触觉的情况下,人类大脑是如何利用视觉线索的

大脑
资料来源:Pixabay/CC0公共域

芝加哥大学、伯明翰大学和伯恩茅斯大学的研究人员通过一项涉及两名缺乏触觉能力的参与者的研究,发现了在没有触觉的情况下也可以进行身体接触的证据。该研究发表于2月12日大脑研究实验

跨大西洋合作源于两个独特的人正在进行的研究——在美国的Kim和在英国的Ian。大多数参与研究的人被称为他们的首字母,Kim和Ian已经同意被称为他们的名字。他们的姓氏没有被用来保护他们的隐私。

他们都有与众不同的感官体验。19岁时,伊恩患病后出现了据信是自身免疫反应。这导致他完全丧失了颈部以下的躯体感觉,包括他的触觉和他的位置和运动的感觉在空间(称为本体感觉)。这种感觉丧失需要几个月的强化康复,这样伊恩才能再次学会移动他的身体和四肢。

另一方面,金生来就没有躯体感觉。她没有感觉身体所需的感觉神经纤维,既没有触觉也没有本体感觉。

研究人员感兴趣的是了解人类的大脑如何适应感官信息的丢失,以及它如何弥补与触摸相关的感官输入的完全缺失。特别是,该团队想了解一个没有触觉的人如何能够利用其他感官信息,如视觉,来发展自己的身体感觉。他们还想知道,一个从未体验过触摸或本体感觉的人,与一个曾经拥有这些感觉、但成年后失去这些感觉的人相比,对自己身体的感知会有什么不同。

芝加哥大学神经生物学教授佩吉·梅森博士说:“关于我们如何形成身体和自我的感觉,有很多问题。”“身体和自我是非常统一的,当你闭上眼睛的时候,你的生理自我和身体的感觉就会出现——但如果没有触觉或本体感觉,那就真的不可能。”金有一种特殊的情况,她正在进行视觉、听觉和前庭系统的手术。她没有触觉或本体感觉,从来没有。伊恩的情况完全不同,因为他在失去这些感觉之前就有了这些感觉。我们感兴趣的是一个人能否将不涉及视觉感知的视觉信息输入到大脑的某个地方这个地方负责产生对你身体的感觉。从本质上讲,你能通过视觉线索来感知身体吗?”

在这项研究中,研究人员将Kim和Ian带到了伯明翰大学的实验室,并与年龄相仿的对照组进行对比。在那里,他们参与了一些实验,这些实验旨在评估他们对自己身体的心理形象,以及他们对自己身体在太空中的潜意识感觉。有趣的是,研究发现金和伊恩的表现有很多相似之处,也有很多不同之处。

伯明翰大学运动神经科学教授克里斯·米奥博士说:“尽管缺乏感觉,但伊恩和金都有自己的身体意识。”“奇怪的是,他们的身体表征通常会朝着不同的方向。。例如,当他们通过移动屏幕上的光标来报告他们的手的形状时,控制人员会误判他们手指的长度,因为他们依赖于一个扭曲的感官地图。金的表现与控制组参与者的表现很接近,尽管她没有经历过同样的感觉扭曲。与金和对照组参与者相比,伊恩对自己的手有更准确的描述。我们的假设是,这是因为他经常使用自己的手,总是在有意识的视觉控制下,并且已经建立了自己手的精确再现。”

另一个实验研究了身体图式,这是一个人对自己身体的无意识表征。在这部分的研究中,科学家们分析了当一个视觉目标出现在他们的手附近时,参与者的反应。拥有完整本体感觉的人反应迅速,因为他们对自己的身体有一种无意识的表现,这让他们非常清楚自己周围的空间。结果显示,Kim的反应与对照组相似:当目标出现在她的手附近时,她表现出同样的偏见,而Ian没有。

调查人员认为,这表明金妍儿对自己的身体有一种无意识的表现,尽管她从未能够感受到它。然而,与控制对象不同的是,她用从未到达她的意识的视觉信息取代了本体感觉系统通常提供的输入。这类似于当一个球飞向一个人时,即使在有意识地处理这个物体是什么之前,他也会本能地闪避。另一方面,伊恩依赖于涉及有意识视觉感知的慢得多的过程。

伯恩茅斯大学临床神经生理学教授乔纳森·科尔说:“你和我都有无意识的习惯和技能。”“但伊恩一直都在考虑运动。”

这些结果表明,如果有人失去了他们的作为一个成年人,他们可以通过视觉输入和有意识的思维来学习补偿技能来移动他们的身体。然而,一个从未体验过躯体感觉的人可能会发展出一种机制来绕过缺乏触觉,而不是无意识地使用加工过的东西发挥运动控制。这一过程可能使用尚未证实的神经元通路重组,将视觉处理与参与身体控制的大脑区域(如小脑)连接起来。

Kim和Ian自己关于早晨醒来感觉的报告进一步支持了这一假设。Ian每天早上都要重新建立自己的身体,而Kim“只是欢迎这个世界回到她的身体中去”,并没有描述她需要重新建立对自己身体的感知。

未来的研究将进一步调查金的特殊情况,科学家团队将试图更好地理解她身体感觉的本质,以及缺乏躯体感觉会如何影响她与周围世界的互动。

梅森说:“我们从中学到的是,你可能不会用别人的方式去做,但你会找到一种方法来构建一个身体图式。”“你会找到一种方式让自己变得有意义。”金姆找到了一个办法。这不是你我做的方式,也不是地球上其他人可能做的方式,但这绝对是至关重要的的自我。你必须在某个地方。我们又不是缸里的大脑!”


进一步探索

利用虚拟现实训练增强代理感,改善运动控制

更多信息:R. Christopher Miall等人,在没有触摸或本体感觉的情况下对身体形状和大小的感知:来自先天性和获得性神经病变个体的证据,大脑研究实验(2021)。DOI: 10.1007 / s00221 - 021 - 06037 - 4
引用:有证据显示,在缺乏触觉的情况下,人类大脑是如何利用视觉线索的
此文件受版权保护。除作私人学习或研究之公平交易外,未经书面许可,任何部分不得转载。本内容仅供参考之用。
72股票

反馈给编辑

用户评论