Иллюзия резиновой руки и восприятие сердцебиения: новое исследование опровергает теорию антагонизма

Введение в проблему телесного самосознания

Интеграция мультисенсорной информации в нашем мозге играет crucial role в формировании coherent experience of the self. Начиная с работ Gallagher, чувство владения телом (sense of ownership) считается фундаментальным компонентом минимального или воплощённого аспекта самости. По крайней мере, считается, что чувство владения телом основано на процессе мультисенсорной интеграции. За последние 25 лет эта идея относительно владения телом была specifically продемонстрирована на примере руки с использованием иллюзии резиновой руки (Rubber Hand Illusion, RHI).

В типичном парадигме RHI участникам presented «фальшивая рука», например, модель руки, в то время как реальная рука участника скрыта. Тактильные стимулы then applied одновременно и в фазе (т.е. синхронно) к одному и тому же месту на этих руках (например, к указательному пальцу). После этой индукции значительная часть участников испытывает фальшивую руку как свою собственную, то есть возникает иллюзорное чувство владения рукой (Illusory Hand Ownership, IHO). IHO suggests, что чувство владения телом можно легко изменить через процесс интеграции экстероцептивной информации, такой как зрение и осязание. Таким образом, телесное self, основанное на экстероцептивных сигналах, считается highly malleable.

Роль интероцепции в формировании самости

Интероцепция, которая относится к ощущениям, исходящим из within the body, such as сердечно-сосудистой системы, также является foundation самости. В эмпирической науке об интероцепции точность восприятия сердцебиения, называемая cardiac interoceptive accuracy (CIA), часто исследуется с помощью задачи отслеживания сердцебиения (heartbeat tracking task). Объединяя накопленные данные о CIA в рамках predictive processing, было предложено следующее объяснение: стабильность predictive model в мозге для управления своими собственными physiological states, чтобы оставаться в narrow and appropriate range для выживания, лежит в основе стабильности self. Другими словами, телесное self, основанное на интероцептивных сигналах, в contrast с экстероцептивным телесным self, считается highly stable.

Гипотеза антагонизма и первые противоречия

Tsakiris и его коллеги provided первое эмпирическое finding, подразумевающее связь между экстероцептивными и интероцептивными сигналами в телесном self. Это исследование reported, что люди с высоким CIA имели меньшее увеличение субъективной интенсивности IHO due to классической индукции RHI (т.е. синхронной visuotactile стимуляции), чем люди с низким CIA, что suggests, что восприимчивость к IHO negatively modulated by CIA. Tsakiris объясняет это finding тем, что люди с точным восприятием сердцебиения способны resist классической иллюзии резиновой руки, включая изменение чувства владения рукой, потому что они anchored в своих собственных телах интероцептивными сигналами, что suggests антагонизм между экстероцептивными и интероцептивными сигналами.

Однако в последние годы было reported несколько inconsistent findings. Например, Horváth et al. показали, что нет модулирующего эффекта CIA на восприимчивость к воплощению фальшивой руки, которое является опытом RHI, включающим IHO. Кроме того, корреляционный анализ не support существование связи между интенсивностью IHO и CIA. Таким образом, возможно, что finding Tsakiris et al. не является robust, хотя он считается key piece эмпирических доказательств в объяснении взаимосвязи между экстероцептивными и интероцептивными аспектами телесного self.

Цели и методы настоящего исследования

Поэтому мы aimed исследовать robustness finding, что восприимчивость к IHO negatively modulated by CIA. Для этого мы estimated extent модулирующего эффекта, applying статистическое моделирование к нашим неопубликованным экспериментальным данным, включающим типичный парадигм RHI для индукции IHO и задачу отслеживания сердцебиения для оценки CIA. Статистическое моделирование provides более precise estimates и дает нам более plausible view взаимосвязи между восприимчивостью к IHO и CIA, чем previous studies. Наш эксперимент основан на Horváth et al. с modifications в измерении IHO и CIA.

Мы также analyzed подмножество открытых данных в Horváth et al., applying ту же модель, чтобы confirm validity результатов, полученных из наших данных. Мы employed регрессионную модель, predicting интенсивность IHO. При регрессии IHO на экспериментальное condition, которое дихотомически кодируется так, что 0 и 1 представляют асинхронную и синхронную стимуляцию соответственно, восприимчивость к IHO represented как значение коэффициента наклона. Предполагается, что восприимчивость к IHO varies across individuals, и настоящее исследование attempts оценить, в какой степени это variation объясняется CIA.

Статистический подход и байесовское моделирование

Таким образом, наша модель должна позволять коэффициенту наклона condition vary across individuals и быть predicted by их CIA. Мы constructed линейную mixed модель, которая удовлетворяет этим требованиям. Мы используем байесовскую оценку для подгонки модели. Этот выбор мотивирован как практическими, так и эпистемологическими причинами. Байесовское статистическое моделирование highly гибкое, позволяя wide range моделей быть tractable для не-статистиков. Кроме того, оценка uncertainty в оценке параметров made more easily и intuitively в этом подходе.

Результаты исследования

Здесь мы report только результаты байесовского статистического моделирования данных ответов для пункта 3: «Казалось, что резиновая рука – это моя рука». Распределения переменных и описательная статистика IHO и CIA и estimated результаты других пунктов представлены в дополнительных материалах.

Анализ наших данных

После подтверждения сходимости, по крайней мере, для фокальных параметров, мы evaluated их апостериорные распределения. Они indicated, что модулирующие эффекты CIA на интенсивность IHO на исходном уровне и восприимчивость к IHO для каждого человека были quite uncertain. Эти результаты не support идею о том, что люди с более высоким CIA более способны resist опыту IHO.

Чтобы further исследовать модулирующий эффект CIA на восприимчивость к IHO, мы calculated два размера эффекта. Один из них – standardized β₃, который представляет стандартизированную разницу между средними восприимчивостями к IHO в популяции людей с CIA, равным 0 (т.е. вообще не способных воспринимать собственное сердцебиение), и в популяции людей с CIA, равным 1 (т.е. идеально воспринимающих собственное сердцебиение). Эта статистика также была quite uncertain. Это suggests, что даже при сравнении восприимчивости к IHO между популяциями с самым низким и самым высоким CIA мы можем наблюдать лишь small difference.

Анализ открытых данных

Снова, после подтверждения сходимости, мы evaluated апостериорные распределения. Во-первых, стоит отметить оценку фиксированного эффекта условия. Horváth et al., по-видимому, succeeded в индукции более сильных переживаний IHO у своих участников в среднем. Тем не менее, модулирующие эффекты CIA на исходную интенсивность IHO и восприимчивость к IHO оказались quite uncertain. В соответствии с этим, график не shows никакого тренда, similar к результатам наших данных.

Обсуждение результатов

Цель нашего исследования – investigate robustness finding, что восприимчивость к IHO negatively modulated by CIA. В целом, наши результаты не support, что восприимчивость к IHO modulated by CIA. Это negative finding нашего исследования не является удивительным. Мы провели поиск предыдущих статей, цитирующих Tsakiris et al. и содержащих термин «иллюзия резиновой руки» в Web of Science. Хотя этот поиск вернул 93 статьи, не было reports, что результат IHO Tsakiris et al. был rigorously replicated.

Результаты настоящего исследования highlight необходимость пересмотреть взаимосвязь между экстероцептивными и интероцептивными сигналами, лежащими в основе телесного self. Как показано выше, нет empirical evidence to support view, предложенный Tsakiris, что два сигнала в телесном self являются антагонистическими. Однако Tsakiris et al. – не единственное исследование, которое offers предложения о взаимосвязи между владением телом и интероцепцией.

Альтернативные объяснения и ограничения

Тогда почему Tsakiris et al. observed negative связь между восприимчивостью к IHO и CIA? Возможно, играют роль multiple factors, но one possibility заключается в том, что существует третий (скрытый) фактор, который влияет на both IHO и CIA, leading к псевдокорреляции. Например, нисходящие факторы, такие as ожидания задачи, переданные through demand characteristics или основанные на знаниях, вызывали озабоченность и обсуждались для их влияния на IHO и CIA соответственно.

Ограничением настоящего исследования является то, что индукция RHI, по-видимому, была less effective в нашем эксперименте. Как показано на рис. 1, доля участников, которые однозначно испытали IHO в ответ на нашу индукцию RHI (12 из 50, или 24%), была considerably low. Эту проблему можно увидеть при сравнении с соответствующими результатами вторичного анализа (31 из 58, или 53%).

Другое ограничение и насущная проблема – insufficient sample size. Наши результаты showed, что два набора данных, которые мы analyzed, были insufficient для оценки extent модулирующего эффекта CIA на восприимчивость к IHO. Размер выборки Tsakiris et al. (N=46) был even smaller, чем эти наборы данных.

Заключение и будущие направления

Настоящее статистическое моделирование количественной оценки межиндивидуальной изменчивости восприимчивости к IHO как параметра случайных эффектов в порядковой регрессионной модели является novel approach, невиданным в previous studies. В этом отношении настоящее исследование may provide более plausible evidence, что межиндивидуальная изменчивость в восприимчивости к IHO can hardly be explained индивидуальными различиями в CIA.

В summary, наше исследование пролило свет на lack of robustness ключевых доказательств, supporting гипотезы антагонизма между экстероцептивными и интероцептивными сигналами, лежащими в основе телесного self, путем применения novel analytic approach к двум независимым наборам данных. Ни один из результатов настоящего исследования не был consistent с finding предыдущего исследования. Скорее, estimated эффекты CIA на восприимчивость к IHO в нашем исследовании имели large uncertainties, и thus наши findings cannot исключить гипотезу о том, что связь между восприимчивостью к IHO и CIA настолько weak, что ею можно пренебречь. Мы should not yet делать вывод на основе данных с insufficient sample sizes. Возможно, пришло время revisit накопленные предыдущие findings для научного понимания mechanism телесного self.