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I ricercatori di UEA fanno la scoperta sorprendente circa come il cervello gestisce le nostre mani

I ricercatori all'università di East Anglia hanno fatto una scoperta sorprendente circa come i nostri cervelli gestiscono le nostre mani.

Hanno usato i dati di MRI per studiare quali parti del cervello sono usate quando trattiamo gli strumenti, come coltelli.

Hanno letto fuori il segnale da determinate regioni del cervello ed hanno provato a distinguere quando i partecipanti hanno trattato giustamente gli strumenti per uso.

Gli esseri umani hanno utilizzato gli strumenti per milioni di anni, ma questa ricerca è la prima per indicare che gli atti tale afferrare un coltello dalla sua manopola per il taglio sono rappresentati dalle aree che egualmente rappresentano le immagini delle mani umane, il nostro strumento primario del cervello del `' per l'interazione con il mondo.

La ricerca potrebbe aprire la strada per lo sviluppo del neuroprosthetics di prossima generazione - arti prostetici che attingono il centro di controllo del cervello e contribuisce a riabilitare la gente che ha perso la funzione in loro arti dovuto il trauma cranico.

Lo studio piombo da UEA ed è stato effettuato all'ospedale universitario di Norwich e della Norfolk.

L'emergenza degli apparecchi manuali traccia l'inizio di una discontinuità importante fra gli esseri umani ed i nostri parenti del primate più vicini ed è considerata una funzionalità di definizione delle nostre specie. I nostri risultati potrebbero fare luce sulle regioni del cervello che specificamente si è evoluto negli esseri umani. Abbiamo saputo che quello vedere le immagini degli strumenti attiva una regione differente del cervello quando vediamo altri generi di oggetti, per esempio ad una presidenza.

Finora è stato presupposto che il cervello segregasse le informazioni visive in questo modo per ottimizzare il trattamento degli atti connessi con gli strumenti. Ma come il cervello umano gestisce le nostre mani per afferrare correttamente gli oggetti 3D quali gli strumenti non era buono capito. Abbiamo voluto provare se il cervello umano elaborasse automaticamente gli oggetti 3D in termini di come li afferriamo per uso. Ed abbiamo voluto specialmente scoprire se potremmo usare i segnali dalle parti specifiche del cervello distinguere se la gente stava trattando correttamente gli strumenti - per esempio afferrando un coltello dalla manopola piuttosto che l'aletta.„

Dott. Stephanie Rossit, ricercatore del cavo, il banco di UEA di psicologia

Il gruppo ha utilizzato uno scanner di MRI per raccogliere i dati della rappresentazione di cervello mentre i partecipanti hanno interagito con gli oggetti 3D.

Il Dott. Rossit ha detto: “Questo era realmente provocatorio perché lo spazio dentro lo scanner è realmente piccolo ed i partecipanti devono restare realmente ancora.

“Così abbiamo usato un atto reale del ` unico' installato per la presentazione gli strumenti 3D e degli altri oggetti.

“I nostri partecipanti risiedono nello scuro, su un letto su misura con una tavola girevole montata sopra la loro vita, di modo che abbiamo potuto mostrarli che oggetti 3D ed essi potrebbe afferrarli.

“Noi abbiamo progettato e gli strumenti di ogni giorno della cucina 3D-printed dai materiali non magnetici in modo che fossero sicure nel MRI quali un coltello di plastica, tagliatrice della pizza e un cucchiaio come pure un altro gruppo di barre 3D-printed per rappresentare i punti che non erano strumenti, che utilizzassimo come oggetti di controllo.„

Il Dott. Ethan Knights, che era uno studente di PhD con il Dott. Rossit, ha coordinato la raccolta di dati ed ha scandito i cervelli di 20 volontari all'ospedale universitario di Norwich e della Norfolk. Nella prima sessione, i partecipanti sono stati chiesti di afferrare lo strumento 3D e le barre 3D correttamente o facendo uso del hanno annunciato in modo errato impostazione di atto reale del `'.

Gli stessi partecipanti hanno ritornato allo scanner per una seconda sessione in cui hanno esaminato semplicemente le maschere degli strumenti e delle mani.

Abbiamo studiato l'attività di cervello quando i partecipanti hanno osservato le maschere degli strumenti e delle mani per identificare che parti del cervello in cui la maschera della mano del cervello è rappresentata. Poi abbiamo usato l'apprendimento automatico avanzato per vedere se potessimo predire se la gente realmente ha afferrato uno strumento dalla sua manopola oppure no. Ciò è realmente importante perché sapere per non afferrare un oggetto, come un coltello, dalla sua aletta, è critico a riuscito strumento-uso.

Dott. Fraser Smith, il banco di UEA di psicologia

Il Dott. Rossit ha detto: “Contrariamente a cui la maggior parte dei scienziati pensiero, noi potevano predire se uno strumento è stato afferrato correttamente dai segnali delle aree del cervello che rispondono alla vista delle maschere delle mani e non dalle aree visive che rispondono alla vista delle maschere degli strumenti.

“I segnali dalle aree di mano visive hanno potuto essere usati d'importanza soltanto per predire gli atti della mano con gli strumenti ma non hanno potuto predire gli atti abbinati con gli oggetti della barra di controllo 3D.

“Questo suggerisce che le aree di mano visive siano sintonizzate specialmente per gli atti con gli strumenti.

“La nostra scoperta cambia la nostra comprensione fondamentale di come il cervello gestisce le nostre mani e potrebbe avere implicazioni importanti per salubrità e la società.

“Per esempio, potrebbe contribuire a sviluppare le migliori unità o ripristino per la gente che ha perso la funzione in loro arti dovuto il trauma cranico. E potrebbe anche permettere che la gente senza arti gestisca la protesi con le loro menti.

“Il potenziale per da interfacce e dalla da protesi guidate da cervello è molto emozionante,„ ha aggiunto.

le regioni visive A mano selettive del ` rappresentano come afferrare gli strumenti 3D: il cervello che decodifica durante gli atti reali è pubblicato nel giornale della neuroscienza il 10 maggio 2021. Lo studio è stato costituito un fondo per dalle fondamenta di BIAL.

Source:
Journal reference:

Knights, E., et al. (2021) Hand-selective visual regions represent how to grasp 3D tools: brain decoding during real actions. Journal of Neuroscience. doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0083-21.2021.