Oamenii de știință citesc mințile pentru a înțelege modul în care creierul uman folosește instrumentele de control

Zonele creierului uman vizual sunt de preferință activate pentru a vizualiza imagini ale mâinilor și instrumentele sunt ilustrate cu pătrate. Credit: Neurolab, East Anglia University

Cercetătorii de la Universitatea Mongoliei de Est au făcut o descoperire uimitoare despre modul în care creierul nostru ne controlează mâinile.

Ei folosesc datele RMN pentru a studia ce părți ale creierului sunt utilizate atunci când operăm instrumente precum cuțitele.

Au citit semnalul din anumite regiuni ale creierului și au încercat să distingă când participanții au reușit să utilizeze instrumentele în mod corespunzător.

Oamenii au folosit instrumente de milioane de ani, dar acest studiu arată mai întâi că activități precum desenarea unui cuțit cu mânerul său pentru tăiere reprezintă zone ale creierului care reprezintă, de asemenea, imagini ale mâinii umane, lumea pentru contactarea „instrumentelor” noastre primare.

Studiul ar putea ajuta următoarea generație de neuroproteze – dezvoltarea membrelor artificiale care intră în centrul de control al creierului și reabilitează persoanele care și-au pierdut funcția la nivelul membrelor din cauza leziunilor cerebrale.

Studiul a fost realizat de Emiratele Arabe Unite și efectuat la spitalele din Norfolk și Norwich University.

Scaner RMN personalizat

Echipa a folosit un scaner RMN pentru a colecta date de imagini cerebrale în timp ce participanții interacționau cu obiecte 3D. Ei folosesc aceste date pentru a studia ce părți ale creierului sunt folosite atunci când manipulăm instrumente precum cuțitele. Credit: Universitatea East Anglia

Cercetător de vârf la Școala de Psihologie din Emiratele Arabe Unite. Stephanie Rossitt spune: “Apariția dispozitivelor portabile inițiază o separare majoră între oameni și cele mai apropiate rude ale primatelor noastre și este considerată o trăsătură definitorie a speciei noastre. Descoperirile noastre pot arunca lumină asupra zonelor creierului care s-au dezvoltat, în special la oameni.”

„Știam că privirea la imagini cu echipamente activează o zonă separată a creierului atunci când vedem alte tipuri de obiecte, de exemplu, un scaun.

„Până acum s-a presupus că creierul separă astfel informațiile vizuale pentru a optimiza procesarea activităților legate de instrumente. Dar cum ne controlează creierul uman mâinile pentru a percepe cu precizie obiecte 3D, precum instrumente?

„Am vrut să vedem dacă creierul uman procesează automat obiecte 3D în funcție de modul în care le înțeleg pentru utilizare. Și am dorit în mod special să explorăm dacă putem folosi semnale din anumite părți ale creierului pentru a diferenția dacă oamenii manipulează corect echipamentele – de exemplu, ținând cuțitul pe mâner, mai degrabă decât pe lamă. “

Echipa a folosit un scaner RMN pentru a colecta date de imagini cerebrale în timp ce participanții interacționau cu obiecte 3D.

Dr. Rositt a spus: „A fost cu adevărat o provocare, deoarece spațiul din interiorul scanerului este foarte mic, iar participanții trebuie să fie foarte stabili.

„Așa că am folosit un fel de„ acțiune reală ”pentru a prezenta instrumente 3D și alte obiecte.

„Participanții noștri sunt întinși în întuneric, montați deasupra taliei cu o masă rotativă într-un pat personalizat, astfel încât să le putem afișa obiectele 3D și să le ținem.

„Am proiectat ustensile de bucătărie de zi cu zi din materiale nemagnetice și am imprimat 3D astfel încât să poată fi fixate în RMN, precum și un cuțit de plastic, tăietor de pizza și o lingură, precum și prezentarea articolelor în bare imprimate 3D pe care nu le-am controlat. Folosiți ca obiecte. “

Dr. Ethan Knights, care a fost doctorand cu Dr. Rositt, a coordonat colectarea datelor și a scanat creierul a 20 de voluntari de la spitalele din Norfolk și Norwich University. În prima sesiune, participanții au fost rugați să folosească instrumente 3D și bare 3D pentru a utiliza corect sau incorect setarea personalizată „Acțiune reală”.

Aceiași participanți s-au întors la scaner pentru a doua sesiune, astfel încât să poată vedea doar imagini cu echipamente și mâini.

Dr. al Școlii de Psihologie din Emiratele Arabe Unite. Fraser Smith a spus: „Când studiem funcția creierului, studiem activitatea creierului uitându-ne la imagini cu instrumente și mâini pentru a identifica ce părți ale creierului sunt reprezentate.

„Am folosit apoi învățarea automată de ultimă generație pentru a vedea dacă putem prezice dacă oamenii au apucat de fapt un instrument de mânerul acestuia. Acest lucru este cu adevărat important, deoarece nu știți cum să apucați ceva de genul cuțitului cu lama acestuia este important pentru utilizarea cu succes a instrumentului.

Dr. Rositt a spus: „Contrar a ceea ce au spus majoritatea oamenilor de știință, am fost capabili să prezicem dacă vreun echipament a fost înțeles cu precizie din semnalele din câmpurile din creier, nu din punct de vedere reacționar.

„În mod semnificativ, semnalele din regiunile vizuale ale mâinilor pot fi utilizate doar pentru a prezice mișcările mâinilor cu ajutorul instrumentelor, dar comenzile nu pot prezice acțiuni combinate cu bare 3D.

„Acesta sugerează că zonele vizuale ale mâinilor sunt special adaptate pentru interacțiunea cu echipamentul.

Descoperirile noastre schimbă înțelegerea noastră de bază a modului în care creierul ne controlează mâinile și poate avea implicații importante pentru sănătate și societate.

De exemplu, ar putea contribui la dezvoltarea unui dispozitiv mai bun sau a unei reabilitări pentru persoanele care și-au pierdut funcția în organele lor din cauza unei leziuni cerebrale. Și permite chiar și persoanelor cu dizabilități să controleze controlul artificial cu mintea lor

„Potențialul pentru interfețe și proteze alimentate de creier este interesant”, a adăugat el.

Referință: „Zonele vizuale selective manual prezintă cum să percepem instrumentele 3D: decodarea creierului în acțiune reală” 10 mai 2021, Journal of Neuroscience.
DOI: 10.1523 / JNEUROSCI.0083-21.2021

Acest studiu a fost finanțat de Fundația BIAL.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Inginerii dezvoltă o nouă tehnologie de tratare a apei care ar putea ajuta și exploratorii Marte

Un catalizator care distruge percloratul din apă poate curăța solul marțian. O echipă condusă de ingineri de la Universitatea din California Riverside a dezvoltat un...

Dezechilibrul energetic al Pământului s-a dublat

Faceți clic pe imaginea pentru a anima: Comparația estimărilor anuale suprapuse la intervale de 6 luni ale fluxului anual net de energie în atmosfera...

Modul în care celulele folosesc „pungile pentru gunoi” pentru a-și transporta deșeurile de reciclare

Descoperirile pot avea implicații importante pentru înțelegerea bolilor legate de vârstă. Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebys au obținut o perspectivă mai profundă...

Cercetătorii iau distribuția cheii cuantice din laborator

Dovezile pe teren arată că simpla funcționare a sistemului DCC cu rețeaua de telecomunicații existentă în Italia. Într-un nou studiu, cercetătorii au demonstrat un sistem...

Știința simplificată: ce sunt rețelele cuantice?

din Departamentul Energiei din SUA 17 iunie 2021 Părțile interesate din guvern, laboratoare naționale, universități și industrie s-au alăturat DOE Internet Quantum Project Workshop pentru a...

Newsletter

Subscribe to stay updated.