Анизотропное искажение восприятия направления движения на руке

Введение

Тактильное восприятие движения предоставляет критическую информацию о том, что мы касаемся и как реагировать. Учитывая, что механорецепторы на коже распределены неравномерно и что обработка нейронных сигналов может различаться в зависимости от части тела, мозгу должно быть сложно последовательно представлять движение, для которого essential интегрировать пространственно-временные входные данные с достаточной скоростью и точностью. Эффективный способ справиться с ситуацией, когда есть входные данные разного разрешения от разных частей тела, — это изменить метод обработки информации в зависимости от места ввода. Это интенсивно изучалось в исследованиях зрительного движения как контраст между центральным зрением и периферическим зрением. В случае осязания, с другой стороны, такие специфичные для участка различия в восприятии движения не подвергались extensive научному изучению.

Методы исследования

В исследовании использовался брайлевский дисплей большой площади для представления точно контролируемых тактильных стимулов движения с рандомизированными траекториями стимулов и varying размером. Участники сообщали о воспринимаемом направлении движения стимулов, перемещающихся по диагональным траекториям, при этом начальное положение стимула рандомизировалось within области presentation.

Экспериментальные условия

• Стимулы представлялись на ладони (стандартное условие) и на предплечье (целевое условие)
• Дополнительные условия включали малый размер стимула на ладони и удлиненный стимул вдоль продольной оси предплечья
• Скорость движения составляла 50 мм/с при длительности стимула 2 секунды

Результаты

Было обнаружено, что восприятие направления движения на предплече искажается специфическим образом: стимулы, движущиеся по внутренне наклонным траекториям, воспринимались с rotated или даже flipped направлением. В частности:

Стимулы, движущиеся в дистальном радиальном направлении, воспринимались как движущиеся в проксимальном радиальном направлении, а стимулы, движущиеся в проксимальном локтевом направлении, воспринимались как движущиеся в дистальном локтевом направлении

Сравнение с восприятием на ладони

Данная иллюзия не наблюдалась на ладони, даже при компенсации размера стимула. Это указывает на то, что искажение связано specifically с особенностями обработки тактильной информации на предплечье, а не с общим снижением разрешающей способности.

Обсуждение

Исследование демонстрирует, что воспринимаемое тактильное пространство не является uniform и требует детального изучения для разных частей тела. Обнаруженная иллюзия добавляет clear пример того, как presentation одинаковых стимулов движения к разным частям тела приводит к разному восприятию.

Возможные объяснения

• Анизотропия рецептивных полей: oval форма рецептивных полей на предплечье может способствовать искажению восприятия
• Различие типов механорецепторов: glabrous кожа ладони и hairy кожа предплечья имеют разные типы рецепторов
• Внимание и tracking: эксперименты с varied trackability стимулов показали, что attentional механизмы не являются primary причиной иллюзии

Заключение

Исследование представляет compelling доказательства специфичных для части тела различий в восприятии тактильного движения. Полученные результаты имеют implications для понимания того, как мозг интегрирует сенсорную информацию с различных участков кожи, и открывают новые направления для изучения нейронных механизмов тактильного восприятия.