Un tour de magie aide les scientifiques à étudier comment le cerveau perçoit le corps
Les neuroscientifiques utilisent l'illusion de la «boîte à miroirs», une astuce classique utilisée par les magiciens, pour révéler comment le cerveau traite de multiples entrées sensorielles pour percevoir notre corps et le monde qui nous entoure.
Au cours de cette astuce, un participant pose sa main gauche sur la table devant la surface réfléchissante d’un petit miroir. Il place ensuite sa main droite derrière le miroir, à environ six pouces, là où il ne peut pas le voir.
Ensuite, il est invité à toucher la surface de la table avec les deux mains tout en regardant son reflet. Dans une minute, il aura l'impression que la main qu'il voit reflétée dans le miroir est sa main droite - même si la main cachée n'a pas bougé.
Cette illusion de boîte à miroir classique a été utilisée dans un certain nombre d'études en neurosciences, y compris avec des amputés comme traitement possible pour aider à réduire la douleur d'un membre fantôme, où elle est censée aider le cerveau à se reconfigurer et à s'adapter à un membre manquant.
Maintenant, une nouvelle version de l'illusion de la boîte miroir, développée par le Dr Jared Medina, scientifique du cerveau de l'Université du Delaware (UD) et l'étudiant au doctorat Yuqi Liu, retire davantage le rideau sur la façon dont le cerveau traite plusieurs entrées sensorielles pour percevoir notre corps. et le monde qui nous entoure.
Dans cette nouvelle approche de l'illusion, les participants à l'étude ont placé leurs mains dans des postures opposées (une main paume vers le haut, l'autre paume vers le bas), créant un conflit entre la rétroaction visuelle et proprioceptive pour la main derrière le miroir.
La proprioception est votre «sixième sens», le sens de l'endroit où se trouve votre corps dans l'espace, qui provient de vos muscles et de vos articulations. Ce sens vous permet de toucher votre nez avec confiance même les yeux fermés.
Après l'ouverture et la fermeture synchrones des deux mains, les participants à l'étude ont soudainement perçu que la main derrière le miroir tournait ou se retournait complètement pour correspondre à la réflexion de la main.
"Tout d'un coup au cours de nos expériences, vous entendiez un petit rire de surprise lorsque les gens ont ressenti cette sensation agréable de se sentir comme si leur main se retournait, même si elle ne bougeait pas", a déclaré Medina.
L’efficacité de l’illusion était influencée par la difficulté perçue à déplacer la main cachée vers la position de la main vue dans le miroir. Moins d'illusion s'est produite pour des rotations plus difficiles nécessitant plus de tension.
Ces données biomécaniques, a déclaré Medina, sont codées dans le schéma corporel, une représentation de la position de votre corps dans l'espace qui prend en compte les commentaires de vos sens, ainsi que les informations stockées des muscles et des articulations sur ce que votre corps peut et ne peut pas faire. .
Selon Medina, le cerveau fait une «intégration optimale» des informations sensorielles entrantes et trie ensuite le sens le plus fiable.
«La vision est vraiment précise», a déclaré Medina, «mais la proprioception est plus bruyante. Donc, s'il y a un conflit entre ces sens et que la vision vous dit que votre main est juste là, mais que la proprioception dit que ce n'est pas le cas, votre cerveau calcule de manière optimale. "
«La vision, parce qu'elle est plus précise, règle généralement. Cependant, dans notre étude, le cerveau semble également prendre en compte des informations supplémentaires - les contraintes biomécaniques du schéma corporel - pour résoudre ce conflit entre les sens.
L’équipe de recherche utilise maintenant l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) dans le Centre d’imagerie biomédicale et cérébrale d’UD pour étudier plus en détail la façon dont le cerveau calcule et intègre la grande quantité d’intrants qu’il reçoit de tous les sens.
L'IRMf peut révéler quelles régions du cerveau sont en action lors de l'exécution d'une tâche. Une meilleure compréhension de ces processus cérébraux pourrait aider les chercheurs à développer des traitements plus avancés pour les patients souffrant de lésions cérébrales telles que les accidents vasculaires cérébraux, la douleur chronique et d'autres troubles, ainsi qu'à développer des membres artificiels qui semblent faire partie du corps.
«Comment incarnez-vous un membre artificiel? Il doit respecter les lois du corps que vous avez apprises toute votre vie », a déclaré Medina.
«Il est très important de comprendre comment le cerveau résout le problème des informations multisensorielles, et comment cela se rapporte à l'incarnation et à notre sens de soi. Ces trucs et illusions sympas sont un moyen de comprendre comment fonctionne l'esprit. »
L'étude apparaît dans la revue Rapports scientifiques.
Source: Université du Delaware
