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Los investigadores de UEA hacen descubrimiento asombrosamente sobre cómo el cerebro controla nuestras manos

Los investigadores en la universidad de East Anglia han hecho un descubrimiento asombroso sobre cómo nuestros cerebros controlan nuestras manos.

Utilizaron datos de MRI para estudiar qué partes del cerebro se utilizan cuando manejamos las herramientas, tales como los cuchillos.

Leyeron la señal de ciertas regiones del cerebro e intentaron distinguir cuando los participantes manejaron las herramientas apropiadamente para el uso.

Los seres humanos han utilizado las herramientas para millones de años, pero esta investigación es la primera para mostrar que las acciones tal agarrar un cuchillo por su maneta para cortar son representadas por las áreas que también representan imágenes de manos humanas, nuestra herramienta primaria del cerebro del `' para obrar recíprocamente con el mundo.

La investigación podría pavimentar la manera para el revelado del neuroprosthetics de la siguiente-generación - los limbos prostéticos que golpean ligeramente en el centro del mando del cerebro, y ayuda a rehabilitar a la gente que ha perdido la función en sus limbos debido a la lesión cerebral.

El estudio fue llevado por UEA y realizado en el hospital de la universidad de Norfolk y de Norwich.

La aparición del PDA trabaja con herramienta marcas el principio de una descontinuidad importante entre los seres humanos y nuestros parientes más cercanos del primate y se considera una característica de definición de nuestra especie. Nuestras conclusión podrían verter la luz en las regiones del cerebro que se desarrolló específicamente en los seres humanos. Sabíamos que eso ver imágenes de herramientas activa una diversa región del cerebro cuando vemos otras clases de objetos, por ejemplo a una silla.

Hasta ahora fue asumido que el cerebro segrega la información visual de esta manera para optimizar el tramitación de las acciones asociadas a las herramientas. Pero cómo el cerebro humano controla nuestras manos para agarrar correctamente los objetos 3D tales como herramientas no estaba bien entendido. Quisimos probar si el cerebro humano tramita automáticamente los objetos 3D en términos de cómo los agarramos para el uso. Y quisimos determinado descubrir si podríamos utilizar señales de las partes específicas del cerebro de distinguir si la gente manejaba las herramientas correctamente - por ejemplo agarrando un cuchillo por la maneta bastante que la pala.”

El Dr. Stephanie Rossit, investigador del guía, la escuela de UEA de la psicología

Las personas utilizaron un analizador de MRI para cerco datos de las imágenes cerebrales mientras que los participantes obraron recíprocamente con los objetos 3D.

El Dr. Rossit dijo: “Esto era realmente desafiador porque el espacio dentro del analizador es realmente pequeño y los participantes necesitan realmente todavía tirante.

“Utilizamos tan una acción real del único `' fijada para presentar las herramientas 3D y otros objetos.

“Nuestros participantes ponen en la oscuridad, en una base a la medida con una mesa rotatoria montada encima de su combés, de modo que pudiéramos mostrarlos que los objetos 3D y él podría agarrarlos.

“Nosotros diseñamos y las herramientas diarias de la cocina 3D-printed de los materiales diamagnéticos de modo que fueran segura en el MRI tal como un cuchillo plástico, buril de la pizza y una cuchara así como otro grupo de las barras 3D-printed para representar los items que no eran las herramientas, que utilizamos como objetos del mando.”

El Dr. Ethan Knights, que era un estudiante del doctorado con el Dr. Rossit, coordinó la colección de datos y exploró los cerebros de 20 voluntarios en el hospital de la universidad de Norfolk y de Norwich. En la primera sesión, pidieron los participantes agarrar la herramienta 3D y las barras 3D correctamente o usando anunciaron incorrectamente montaje de la acción real del `'.

Los mismos participantes volvieron al analizador para una segunda sesión en la cual observaban simple retratos de herramientas y de manos.

Estudiamos actividad cerebral cuando los participantes vieron retratos de herramientas y de las manos para determinar que las partes del cerebro donde se representa el retrato de la mano del cerebro. Entonces utilizamos el aprendizaje de máquina avanzado ver si podríamos predecir si la gente agarró real una herramienta por su maneta o no. Esto es realmente importante porque el saber para no agarrar un objeto, como un cuchillo, por su pala, es crítico al herramienta-uso acertado.

El Dr. Fraser Smith, la escuela de UEA de la psicología

El Dr. Rossit dijo: “En contraste con cuál podían la mayoría de los científicos pensamiento, nosotros predecir si una herramienta fue agarrada correctamente de las señales de las áreas del cerebro que responden a la mira de retratos de manos y no de las áreas visuales que responden a la mira de retratos de herramientas.

“Las señales de las áreas de mano visuales se podían utilizar importantemente solamente para predecir acciones de la mano con las herramientas pero no podían predecir acciones igualadas con los objetos de la barra del mando 3D.

“Esto sugiere que las áreas de mano visuales estén sintonizadas especialmente para las acciones con las herramientas.

“Nuestro descubrimiento cambia nuestra comprensión fundamental de cómo el cerebro controla nuestras manos y podría tener implicaciones importantes para la salud y la sociedad.

“Por ejemplo, podría ayudar a desarrollar mejores dispositivos o rehabilitación para la gente que ha perdido la función en sus limbos debido a la lesión cerebral. Y podría incluso permitir que la gente sin los limbos controle la odontología con sus mentes.

“El potencial para los interfaces y la odontología cerebro-impulsados es muy emocionante,” ella agregó.

las regiones visuales Mano-selectivas del ` representan cómo agarrar las herramientas 3D: el cerebro que decodifica durante acciones reales' se publica en el gorrón de la neurología el 10 de mayo de 2021. El estudio fue financiado por el asiento 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.