Il trucco magico aiuta gli scienziati a studiare come il cervello percepisce il corpo

I neuroscienziati stanno usando l'illusione della “scatola dello specchio”, un classico trucco usato dai maghi, per rivelare come il cervello elabora molteplici input sensoriali per percepire i nostri corpi e il mondo che ci circonda.

Durante questo trucco, un partecipante pone la sua mano sinistra sul tavolo davanti alla superficie riflettente di un piccolo specchio. Quindi mette la mano destra dietro lo specchio, a circa sei pollici di distanza, dove non può vederlo.

Quindi gli viene chiesto di toccare la superficie del tavolo con entrambe le mani mentre guarda il suo riflesso. Entro un minuto, si sentirà come se la mano che vede riflessa nello specchio fosse la sua mano destra, anche se la mano nascosta non si è mossa.

Questa classica illusione della scatola dello specchio è stata utilizzata in numerosi studi di neuroscienza, anche con amputati come possibile trattamento per aiutare a ridurre il dolore dell'arto fantasma, dove si ritiene che aiuti il ​​cervello a rimappare e ad adattarsi a un arto mancante.

Ora, una nuova versione dell'illusione della scatola dello specchio, sviluppata dallo scienziato del cervello dell'Università del Delaware (UD) Dr.Jared Medina e dallo studente di dottorato Yuqi Liu, sta tirando indietro maggiormente il sipario su come il cervello elabora molteplici input sensoriali per percepire i nostri corpi e il mondo che ci circonda.

In questa nuova interpretazione dell'illusione, i partecipanti allo studio hanno posizionato le mani in posture opposte (una mano con il palmo verso l'alto, l'altra con il palmo verso il basso), creando un conflitto tra feedback visivo e propriocettivo per la mano dietro lo specchio.

La propriocezione è il tuo "sesto senso", il senso di dove si trova il tuo corpo nello spazio, che viene dai muscoli e dalle articolazioni. Questo senso ti permette di toccarti il ​​naso con sicurezza anche con gli occhi chiusi.

Dopo l'apertura e la chiusura sincrona delle due mani, i partecipanti allo studio hanno improvvisamente percepito che la mano dietro lo specchio ruotava o si ribaltava completamente per adattarsi al riflesso della mano.

"All'improvviso durante i nostri esperimenti, sentiresti una piccola risata di sorpresa quando le persone sperimentarono questa netta sensazione di sentirsi come se la loro mano fosse girata, anche se non si muoveva", ha detto Medina.

L'efficacia dell'illusione è stata influenzata dalla difficoltà percepita di spostare la mano nascosta nella posizione della mano vista nello specchio. Meno illusione si è verificata per rotazioni più difficili che richiedono più sforzo.

Tali dati biomeccanici, ha detto Medina, sono codificati nello schema corporeo, una rappresentazione della posizione del tuo corpo nello spazio che tiene conto del feedback dei tuoi sensi, così come delle informazioni memorizzate da muscoli e articolazioni su ciò che il tuo corpo può e non può fare .

Secondo Medina, il cervello fa "un'integrazione ottimale" delle informazioni sensoriali in arrivo e poi seleziona qual è il senso più affidabile.

"La visione è davvero precisa", ha detto Medina, "ma la propriocezione è più rumorosa. Quindi, se c'è un conflitto tra questi sensi e la vista ti dice che la tua mano è proprio lì, ma la propriocezione dice che non lo è, il tuo cervello sta calcolando in modo ottimale. "

“La visione, perché è più precisa, tipicamente governa. Tuttavia, nel nostro studio, il cervello sembra anche prendere in considerazione ulteriori informazioni - vincoli biomeccanici dallo schema corporeo - per risolvere questo conflitto tra i sensi ".

Il team di ricerca sta ora utilizzando la risonanza magnetica funzionale (fMRI) nel Center for Biomedical and Brain Imaging di UD per indagare ulteriormente su come il cervello calcola e integra la grande quantità di input che riceve da tutti i sensi.

La fMRI può rivelare quali regioni del cervello sono al lavoro durante l'esecuzione di un'attività. Avere una migliore comprensione di questi processi cerebrali potrebbe aiutare i ricercatori a sviluppare trattamenti più avanzati per pazienti con lesioni cerebrali come ictus, dolore cronico e altri disturbi, oltre a sviluppare arti artificiali che si sentono come una parte del corpo.

“Come incarnare un arto artificiale? Deve rispettare le leggi del corpo che hai imparato per tutta la vita ", ha detto Medina.

"È abbastanza importante capire come il cervello risolve il problema delle informazioni multisensoriali e come questo si collega all'incarnazione e al nostro senso di sé. Questi fantastici trucchi e illusioni sono un percorso per capire come funziona la mente ".

Lo studio appare sulla rivista Rapporti scientifici.

Fonte: University of Delaware