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Os pesquisadores de UEA fazem a descoberta surpreendente sobre como o cérebro controla nossas mãos

Os pesquisadores na universidade de East Anglia fizeram uma descoberta surpreendente sobre como nossos cérebros controlam nossas mãos.

Usaram dados de MRI para estudar que partes do cérebro são usadas quando nós seguramos ferramentas, tais como facas.

Leram para fora o sinal de determinadas regiões do cérebro e tentaram-no distinguir quando os participantes seguraram ferramentas apropriadamente para o uso.

Os seres humanos usaram ferramentas para milhões de anos, mas esta pesquisa é a primeira para mostrar que as acções tal agarramento de uma faca por seu punho para cortar estão representadas pelas áreas que igualmente representam imagens das mãos humanas, nossa ferramenta preliminar do cérebro do `' para interagir com o mundo.

A pesquisa poderia pavimentar a maneira para a revelação do neuroprosthetics da próxima geração - os membros protéticos que batem no centro de controle do cérebro, e ajuda a reabilitar os povos que perderam a função em seus membros devido à lesão cerebral.

O estudo foi conduzido por UEA e realizado no hospital da universidade de Norfolk e de Norwich.

A emergência de ferramentas handheld marca o começo de uma descontinuidade principal entre seres humanos e nossos parentes mais próximos do primata e é considerada uma característica de definição de nossa espécie. Nossos resultados poderiam derramar a luz nas regiões do cérebro que evoluiu especificamente nos seres humanos. Nós soubemos que isso ver imagens das ferramentas activa uma região diferente do cérebro quando nós vemos outros tipos dos objetos, por exemplo a uma cadeira.

Até aqui sups-se que o cérebro segrega a informação visual desta maneira para aperfeiçoar o processamento das acções associadas com as ferramentas. Mas como o cérebro humano controla nossas mãos para agarrar correctamente os objetos 3D tais como ferramentas não era bom compreendido. Nós quisemos testar se o cérebro humano processa automaticamente os objetos 3D em termos de como nós os agarramos para o uso. E nós quisemos particularmente encontrar se nós poderíamos usar sinais das partes específicas do cérebro distinguir se os povos seguravam ferramentas correctamente - por exemplo agarrando uma faca pelo punho um pouco do que a lâmina.”

Dr. Stephanie Rossit, pesquisador do chumbo, a escola de UEA da psicologia

A equipe usou um varredor de MRI para recolher dados da imagem lactente de cérebro quando os participantes interagiram com os objetos 3D.

O Dr. Rossit disse: “Isto estava desafiando realmente porque o espaço dentro do varredor é realmente pequeno e os participantes precisam de ficar realmente ainda.

“Assim nós usamos uma acção real do ` um--um-amável' setup apresentando as ferramentas 3D e os outros objetos.

“Nossos participantes colocam na obscuridade, em uma base feito por encomenda com uma tabela revolvendo montada acima de sua cintura, de modo que nós pudéssemos os mostrar que os objetos 3D e ele poderia os agarrar.

“Nós projectamos e as ferramentas diárias da cozinha 3D-printed dos materiais não-magnéticos de modo que fossem seguros no MRI tal como uma faca plástica, cortador da pizza e uma colher assim como um outro grupo das barras 3D-printed para representar os itens que não eram as ferramentas, que nós usamos como objetos do controle.”

O Dr. Ethan Cavaleiro, que era um aluno de doutoramento com Dr. Rossit, coordenou o levantamento de dados e fez a varredura dos cérebros de 20 voluntários no hospital da universidade de Norfolk e de Norwich. Na primeira sessão, os participantes foram pedidos para agarrar a ferramenta 3D e as barras 3D correctamente ou incorrectamente a utilização anunciaram instalação da acção real do `'.

Os mesmos participantes retornaram ao varredor para uma segunda sessão em que olharam simplesmente imagens das ferramentas e das mãos.

Nós estudamos a actividade de cérebro quando os participantes viram imagens das ferramentas e das mãos para identificar que partes do cérebro onde a imagem da mão do cérebro é representada. Nós usamos então a aprendizagem de máquina avançada ver se nós poderíamos prever se os povos agarraram realmente uma ferramenta por seu punho ou não. Isto é realmente importante porque saber para não agarrar um objeto, como uma faca, por sua lâmina, é crítico ao ferramenta-uso bem sucedido.

Dr. Fraser Smith, a escola de UEA da psicologia

O Dr. Rossit disse: “Em contraste com o que a maioria de cientistas pensamento, nós podiam prever se uma ferramenta estêve agarrada correctamente dos sinais das áreas do cérebro que respondem à vista das imagens das mãos e não das áreas visuais que respondem à vista das imagens das ferramentas.

“Importante os sinais das áreas de mão visuais podiam somente ser usados para prever acções da mão com ferramentas mas não podiam prever acções combinadas com os objetos da barra do controle 3D.

“Isto sugere que as áreas de mão visuais estejam ajustadas especialmente para acções com ferramentas.

“Nossa descoberta muda nossa compreensão fundamental de como o cérebro controla nossas mãos e poderia ter implicações importantes para a saúde e a sociedade.

“Por exemplo, poderia ajudar a desenvolver a melhor dispositivos ou reabilitação para os povos que perderam a função em seus membros devido à lesão cerebral. E poderia mesmo permitir que os povos sem membros controlem próteses com suas mentes.

“O potencial para relações e próteses cérebro-conduzidas é muito emocionante,” adicionou.

as regiões visuais Mão-selectivas do ` representam como agarrar as ferramentas 3D: o cérebro que descodifica durante acções reais' é publicado no jornal da neurociência o 10 de maio de 2021. O estudo foi financiado pela fundação de 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.