Model ztělesnění by mohl vést k lepším neuroprosthes

Myši si mohou vyvinout pocit ztělesnění umělé končetiny, podobně jako lidé, kteří se účastní experimentu s gumovou rukou, podle studie zveřejněná v Biologie PLOS Luc Estebanez z CNRS: Národní centrum pro vědecký výzkum, Francie a kolegy.

Vnímáme naše končetiny jako součást sebe sama a cítíme se ohroženi jakoukoli hrozbou. Tento pocit provedení může být narušen zraněním mozku, což vede ke ztrátě rozpoznávání částí těla a dokonce k jejich aktivnímu odmítnutí z reprezentace těla.

V případě amputovaných pacientů může být účinné využití protézy omezeno nedostatkem provedení protézy, což způsobuje progresivní snížení denního používání protézy a nakonec opuštěním protetické končetiny.

Naproti tomu ztělesnění protézy je spojeno se snížením pocitů vyplývajících z fantomu chybějící končetiny, včetně bolestivého vnímání.

V experimentálním prostředí je možné buď vytvořit nebo narušit pocit ztělesnění umělé končetiny manipulací s časovou náhodou taktilních a vizuálních stimulací. Zejména v guměruka Illusion Experiment, gumová končetina je umístěna v poloze, která ji zviditelňuje účastníkovi, zatímco skutečná ruka je skryta před pohledem.

Skrytá skutečná ruka i viditelná umělá ruka jsou hladina v synchronizaci s kartáčem. Velká část subjektů v těchto experimentech uvádí, že po této stimulaci je ruka gumy, kterou vidí, jejich skutečná ruka.

Fyziologické základny smyslového kondice ztělesnění dosud zůstávají nejasné, částečně kvůli nedostatku zvířecího modelu ke studiu ztělesnění.

K řešení této výzvy vyvinuli Estebanez a jeho kolegové analog protokolu pro ztělesnění gumové ruky pro iluzi myši. Vědci představili myši fixované hlavy s umělou 3D tištěnou statickou replikou jejich pravé přední končetiny na věrohodné fyziologické poloze. Současně byla jejich skutečná přední končetina skrytá před dohledem a držena na místě pod platformou, kde byla umístěna umělá končetina.

Během dvouminutové párovací sekvence vědci aplikovali mechanicky kontrolované synchronní nebo asynchronní tahy štětce na skutečné a umělé končetiny. Pak vědci upustili ostrý předmět směrem k umělé konkultu, která byla v pohledu na zvíře.

Během této sekvence byl pohled myší sledován vysokorychlostní videografií. V souladu s širší literaturou o iluzi gumové ruky se myši zaměřily na hrozbu na několik sekund, kdy byly štětce synchronní, ale ne, když byly asynchronní. The Behaviorální reakce byl také silnější, když umělá přední strana vypadala podobně jako končetina versus bílá krychle ve tvaru krychle.

Podle autorů má tato práce praktické důsledky pro studium provedení předních předpolech v modelu, který nabízí bezkonkurenční experimentální místa. Například mapování mozkových obvodů ztělesnění pomocí genetických a optogenetických výzkumných nástrojů by mohlo vést k novým strategiím obnovy provedení.

Kromě toho výzkum také podporuje myšlenku, že hlodavci mohou zobrazit behaviorální koreláty ztělesnění v nastavení, o nichž je známo, že u lidí vyvolává ztělesnění. To přispívá k řadě nedávných zjištění, které naznačují, že hlodavci a zejména myši mohou vykazovat některé schopnosti, které byly spojeny s vyššími kognitivními funkcemi.

Autoři dodají: „Iluze ruční ruky je základem studia reprezentace těla u lidí, ale dosud neexistovala žádný ekvivalent tohoto testu v nejúspěšnějším modelu: myši. Zde jsme to ukázali končetina Ztělesnění může být spuštěno a měřeno účinně u myší. To otevírá mnoho příležitostí, aby lépe porozumělo základním mechanismům vlastnictví těla a aplikoval je například ke zlepšení protetiky. “