Fonte: Laboratorio di Jonathan Flombaum—Johns Hopkins University

Raggiungere oggetti, camminare senza colpire ostacoli, atterrare su una sedia mentre ci si siede (invece di cadere a terra), queste e tutte le nostre azioni fisiche dipendono dalla capacità di percepire i nostri corpi nello spazio, di sapere dove sono i nostri arti l'uno rispetto all'altro e rispetto al resto del mondo. Un modo in cui il cervello umano codifica queste informazioni è chiamato propriocezione, il cervello si basa sui propri segnali di controllo e feedback per tenere traccia degli arti. Insieme agli input propriocettivi, il cervello umano incorpora visione, tatto e persino suono per rappresentare le parti del corpo nello spazio. Come combina tutte queste informazioni? Nel 1998, Botvinick e Cohen hanno descritto un'illusione sorprendente, chiamata Rubber Hand Illusion, che è stata utilizzata per indagare su come il cervello umano integra input sensoriali e propriocettivi per rappresentare il corpo nello spazio. ¹ Questo video dimostrerà come indurre l'illusione della mano di gomma e descriverà come è stato utilizzato da studi successivi.

1. Materiali

1. Questo esperimento richiede tre attrezzature critiche: una mano di gomma, due pennelli e una scatola di occlusore.
2. Per costruire la scatola dell'occlusore, avrai bisogno di un pezzo di cartone alto circa 1 ft e lungo 2 piedi. Disegna una linea retta nel mezzo, e poi nel mezzo di ciascuno dei due quadrati, taglia un tunnel abbastanza grande da far passare una mano e un braccio. La Figura 1 mostra un disegno schematico di questa parte della scatola, come si vede dal punto di vista del partecipante all'attività.

Figura 1: Disegno schematico della scatola dell'occlusore visto dal punto di vista del partecipante. I due fori nella parete di cartone sono abbastanza grandi da essere inseriti comodamente da un braccio da parte del partecipante. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

3. Successivamente, su un lato della scatola di cartone attaccare una parte superiore opaca insieme a un divisore opaco tra le due metà della scatola. Il braccio reale del partecipante andrà in questa parte della scatola, dove sarà visivamente occluso dal partecipante. La Figura 2 mostra un disegno schematico della scatola completata con questo allegato su di esso, come sarebbe visto dal punto di vista della persona che conduce l'esperimento.

Figura 2: Disegno schematico della scatola dell'occlusore visto dal punto di vista dello sperimentatore. I due fori nella parete di cartone sono abbastanza grandi da essere inseriti comodamente da un braccio da parte del partecipante. Il lato con la parte superiore opaca è il lato in cui la partecipante inserirà il suo braccio reale, permettendo allo sperimentatore di spazzolarlo durante l'esperimento. L'altro lato sarà dove il braccio di gomma si siederà durante l'esperimento. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

4. Infine, dovrai fare un sondaggio per valutare la misura in cui il tuo partecipante ha sperimentato l'illusione. La Figura 3 è una tale indagine, modellata direttamente sui metodi utilizzati da Botvinick e Cohen. ¹

Figura 3: Domande del sondaggio con scale. Il sondaggio viene utilizzato dopo l'esperimento per valutare la misura in cui il partecipante ha sperimentato l'illusione. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

2. Indurre l'illusione

1. Per indurre l'illusione in un partecipante, siediti a un tavolo di fronte al lato piatto della scatola dell'occlusore. La scatola deve essere posizionata in modo che possa inserire comodamente il braccio sinistro nel foro più lontano dalla spalla sinistra.
2. Una volta che il partecipante è seduto comodamente e con il braccio inserito, posizionare il braccio di gomma in modo che esca dal foro più vicino al partecipante.
3. Istruire il partecipante a muovere il braccio sinistro e le dita il meno possibile.
4. Chiedi al partecipante di guardare oltre il muro dell'occlusore. Il suo braccio non sarà visibile, in quanto sarà all'interno della parte della scatola della scatola dell'occlusore. Ma il braccio di gomma dovrebbe essere completamente visibile a lei.
5. Ora siediti di fronte al partecipante e spazzola lentamente sia la sua vera mano che la mano di gomma con i pennelli. Prova a spazzolare in sincronia. Continuare a spazzolare per 10 minuti.
6. La partecipante può reagire durante il periodo di spazzolatura, esclamando che sente che la mano di gomma è sua. Fai sapere al partecipante che tali esperienze sono normali nel contesto dell'esperimento.
7. Dopo 10 minuti, rimuovere la scatola e il braccio di gomma e chiedere al partecipante di completare il sondaggio.

La Figura 4 mostra i risultati tipici del sondaggio per un partecipante. Nei primi tre elementi, un partecipante tende a concordare fortemente sul fatto che la mano di gomma sembrava la sua e che sembrava che potesse sentire la spazzolatura sulla mano di gomma. Questi risultati suggeriscono che la percezione visiva della mano di gomma nel punto in cui la sua mano reale avrebbe dovuto essere indotta il suo cervello ad assimilare la mano di gomma nella sua rappresentazione del suo corpo. Inoltre, ha sperimentato la spazzolatura anche se la mano di gomma ovviamente non ha recettori tattili. Quindi la visione visiva della spazzolatura, in questo contesto, è sufficiente per indurre il cervello a produrre sensazioni di spazzolatura. Questa è una parte importante dell'effetto-tocco può essere sentito senza toccare effettivamente la pelle, almeno in alcune condizioni. Gli input visivi svolgono un ruolo sorprendentemente forte nel nostro senso del nostro corpo.

Figura 4: Risposte tipiche al sondaggio.

I restanti elementi dell'indagine dimostrano che non è vero il contrario. Le persone tendono a non essere d'accordo con le affermazioni che suggeriscono che la loro rappresentazione visiva della mano di gomma ha iniziato a cambiare. In altre parole, sentirlo proprio non lo fa sembrare il loro aspetto. Quindi la visione gioca un ruolo importante nel nostro senso del tatto e nella posizione del corpo, ma il tatto e la posizione del corpo non influenzano la visione allo stesso modo.

La mano di gomma è una strana e sorprendente illusione che ha iniziato a svolgere un ruolo importante nella nostra comprensione di come il cervello integra le informazioni provenienti da più sistemi sensoriali. Un importante studio di Ehrsson e colleghi (2004), ad esempio, ha indotto l'illusione della mano di gomma più o meno nello stesso modo appena descritto, ma con partecipanti contemporaneamente sottoposti a fMRI. ² Per un punto di confronto, i ricercatori hanno usato una condizione in cui hanno spazzolato la gomma e le mani reali dei loro partecipanti in modo asincrono. Questo di solito non produce un'esperienza dell'illusione. Potrebbero quindi confrontare l'attività cerebrale in questa condizione con l'attività cerebrale durante la solita condizione di carezza sincrona. Il risultato è stato che la condizione sincrona ha prodotto una maggiore attività nella corteccia premotoria. La corteccia premotoria è una parte del cervello che viene utilizzata per controllare le azioni motorie. L'attività si trova di solito in quest'area prima che qualcuno esegua un'azione. Ciò ha portato gli autori a concludere che, poiché la corteccia premotoria è il sito della pianificazione dell'azione, in un certo senso, è il principale sito di rappresentazione per il proprio senso del proprio corpo. Di conseguenza, è anche il sito in cui vengono integrate le informazioni sul proprio corpo da fonti diverse.

1. Botvinick, M., Cohen, J. Rubber hands 'feel' touch that eyes see. Nature. (1998).
2. Ehrsson, H.H., Spence, C., Passingham, R.E. That's my hand! Activity in premotor cortex reflects feeling of ownership of a limb. Science. (2004).