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Overview

출처: 조나단 플롬바움 연구소 -존스 홉킨스 대학

물체에 도달, 장애물을 타격하지 않고 걷고, 앉아서 의자에 착륙 (바닥에 떨어지는 대신), 이러한 모든 물리적 행동은 공간에서 우리 자신의 몸을 인식할 수있는 능력에 달려 있으며, 우리의 팔다리가 서로 상대적이며 전 세계에 비해 어디에 있는지 알 수 있습니다. 인간의 뇌가이 정보를 인코딩하는 한 가지 방법은 proprioception이라고하며, 뇌는 사지를 추적하기 위해 자체 제어 및 피드백 신호에 의존합니다. 인간의 뇌는 포만입력과 함께 시야, 터치, 심지어 사운드를 통합하여 공간에서 신체의 일부를 표현합니다. 이 모든 정보를 어떻게 결합합니까? 1998년, 보비닉과 코헨은 인간의 뇌가 우주에서 몸을 표현하기 위해 감각과 선전 입력을 통합하는 방법을 조사하는 데 사용되어 온 고무 손 환상이라고 불리는 놀라운 환상을 묘사했습니다. 1 이 비디오는 고무 손 환상을 유도하는 방법을 설명하고 후속 연구에 의해 사용 된 방법을 설명합니다.

Procedure

1. 재료

  1. 이 실험에는 고무 손, 페인트 브러시 2개, 폐막상자 의 세 가지 중요한 장비가 필요합니다.
  2. 폐막 상자를 구축하려면 높이가 약 1피트이고 길이가 2피트인 골판지 조각이 필요합니다. 중간 아래로 직선을 그린 다음 두 사각형의 중간에 손과 팔이 통과 할 수있을만큼 큰 터널을 잘라. 그림 1은 작업 참가자의 관점에서 볼 수 있듯이 상자의 이 부분의 회로도 도면을 보여 주며, 이는 작업 참가자의 관점에서 볼 수 있습니다.

Figure 1
그림 1: 참가자의 관점에서 볼 수 있는 폐백상자의 회로도 도면입니다. 골판지 벽의 두 구멍은 참가자가 편안하게 팔을 삽입 할 수있을만큼 큽합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

  1. 다음으로, 골판지 상자의 한쪽에는 불투명한 상의와 상자의 두 반쪽 사이에 불투명한 칸막이가 부착됩니다. 참가자의 실제 팔은 상자의 이 부분으로 들어가며, 참가자가 시각적으로 가려집니다. 도 2는 실험을 수행하는 사람의 관점에서 볼 수 있듯이 이 첨부 파일이 있는 완성된 상자의 회로도 도면을 나타낸다.

Figure 2
그림 2: 실험자의 관점에서 볼 수 있는 폐백상자의 회로도 도면. 골판지 벽의 두 구멍은 참가자가 편안하게 팔을 삽입 할 수있을만큼 큽합니다. 불투명 한 상단의 측면은 참가자가 실제 팔을 삽입하는 측면으로 실험자가 실험 중에 브러시 할 수 있습니다. 다른 쪽은 실험 중에 고무 팔이 앉을 곳입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

  1. 마지막으로 참가자가 환상을 경험한 정도를 평가하기 위해 설문조사를 수행해야 합니다. 그림 3은 보비닉과 코헨이 사용하는 방법을 직접 모델링한 이러한 설문 조사입니다. 1

Figure 3
그림 3: 저울을 가진 설문조사 질문. 이 설문조사는 실험 후 참가자가 환상을 경험한 정도를 평가하는 데 사용됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

2. 환상을 유도

  1. 참가자의 환상을 유도하려면, 폐막 상자의 평평한 측면 앞에 테이블에 그녀를 앉는다. 왼쪽 팔을 왼쪽 어깨에서 가장 먼 구멍에 편안하게 삽입할 수 있도록 상자를 배치해야 합니다.
  2. 참가자가 편안하게 앉아 팔을 삽입하면 고무 팔을 배치하여 참가자에게 가까운 구멍에서 빠져 나옵니다.
  3. 참가자에게 왼팔과 손가락을 가능한 한 적게 움직이라고 지시합니다.
  4. 참가자에게 폐막벽 너머로 보라고 한다. 그녀의 팔은 바클루더 상자의 상자 부분 안에 있기 때문에 보이지 않습니다. 그러나 고무 팔은 그녀에게 완전히 볼 수 있어야합니다.
  5. 이제 참가자 앞에 앉아 페인트 브러시로 실제 손과 고무 손을 천천히 브러시합니다. 동기화에서 브러시를 시도합니다. 10분 동안 칫솔질을 계속합니다.
  6. 참가자는 칫솔질 기간 동안 반응할 수 있으며 고무 손이 자신의 것 같은 느낌이 든다고 외설합니다. 참가자에게 이러한 경험이 실험의 맥락에서 정상임을 알수 있습니다.
  7. 10분 후 상자와 고무 팔을 제거하고 참가자에게 설문조사를 완료하도록 요청합니다.

환상은 종종 인식의 과정을 테스트하기 위해 심리학에서 사용됩니다; 알고 보니 뇌를 속이는 것은 다소 쉽습니다.

정상적인 상황에서, 개인은 자신의 팔다리가 주변의 항목에 비해 어디에 알고 있기 때문에, 어떤 장애물에 충돌하지 않고 산책. 신체 인식의이 개념은 proprioception이라고합니다.

그러나, 이러한 이해에도 불구하고, 같은 사람은 마네킹의 가까이에 위치한 마네킹과 같은 다른 사람의 팔이 자신의 것이고 그에 따라 반응한다고 생각하게 될 수 있습니다.

이 비디오는 원래 Botvinick과 Cohen에 의해 고안 된 방법을 사용하여 가짜 사지가 실제것으로 인식되는 고무 손 환상이라고 불리는이 신체 전송 트릭을 유도하는 방법을 보여줍니다. 또한 이러한 경험이 팬텀 사지 통증의 치료에 어떻게 적용 될 수 있는지 조사할 것입니다.

이 실험에서 참가자는 테이블에 한 쪽 팔을 쉬게 하고 상자가 그 위에 배치되어 사지가 보이지 않도록 가려버리게 됩니다. 그러나, 다른 쪽은 열려 있고, 가짜 고무 손은 직접 시야에 배치됩니다.

참가자들이 실물 크기의 모델을 응시할 때 두 부속물 모두 10분 동안 동기화된 두 개의 페인트 브러시로 가볍게 쓰다듬어 있습니다.

그 후, 그들은 자신의 경험에 대한 짧은 설문 조사를 완료하도록 요청 - 그들이 다른 지각 효과에 동의하거나 동의하지 않는 금액을 평가. 슬라이딩 스케일에 대한 그들의 반응은 종속 변수역할을 하며 궁극적으로 환상이 유도되었는지 여부를 밝힙시다.

참가자들은 칫솔질 기간 동안 고무 손이 자신만의 것처럼 느껴질 것으로 예상됩니다. 그러나, 그들은 외모에서 자신의 모습과 유사하다고 생각하지 않을 것으로 예상된다. 따라서 시력은 우리의 터치 감각과 신체 위치에서 중요한 역할을하지만, 이들은 같은 방식으로 시각적 표현에 영향을 미치지 않습니다.

실험을 준비하기 위해 고무 손, 페인트 브러시 2개, 가위, 테이프 및 2피트 길이의 1피트 높이의 여러 판지 조각을 얻습니다.

먼저 폐색 상자를 구축 : 골판지 한 조각을 가지고 가장 긴 측면의 중간에 직선선을 그립니다. 각 절반의 하단 중앙에서 손과 팔이 통과할 수 있을 만큼 큰 원을 자른다. 그런 다음 테이프를 사용하여 중간 점에 두 번째 조각을 부착하여 디바이더를 만듭니다. 마지막으로 상단에 판지의 마지막 부분을 추가합니다.

진행하기 전에 Botvinick과 Cohen이 사용하는 것과 같은 설문조사를 만들어 참가자들의 주관적인 경험을 광범위하게 평가합니다.

이제 실험을 시작하려면 참가자를 폐막 상자의 평평한 면 앞 테이블에 앉습니다. 왼팔을 바로 앞 구멍에 삽입하고 팔과 손가락을 가능한 한 많이 움직이지 말라고 요청하십시오.

다음으로 고무 팔을 오른쪽 구멍에 놓습니다. 참가자에게 폐막 상자의 벽을 살펴보고 이 인공 부품에 집중하도록 지시합니다.

그런 다음 참가자 앞에 앉아서 두 개의 페인트 브러시를 사용하여 실제 와 고무 손을 동시에 10 분 동안 만지십시오. 칫솔질 기간 동안 반응하는 경우 이러한 경험이 이 실험에 정상임을 알립니다.

촉각 단계에 따라 테이블에서 상자와 고무 팔을 제거하고 설문 조사를 완료하도록 요청하여 '강하게 동의'하는 척도로 9 개의 진술을 평가하여 '강력하게 동의'합니다.

각 참가자에 대해 환상이 유도되었는지 여부를 결정합니다. 이를 위해 설문조사를 개별적으로 검토하고 처음에는 처음 세 항목에 집중합니다.

여기에 표시된 참가자는 고무 손에 칫솔질을 느낄 수 있다는 것에 강하게 동의하여 뇌가 속았다는 것을 나타냅니다.

프로프리오셉션이 영향을 받는지 확인하려면 질문 4에서 6, 8의 다음 네 가지 항목을 살펴보십시오. '강하게 반대'에 대한 대응이 이루어졌으며, 이는 여전히 우주에서 자신의 팔을 잘 알고 있음을 시사한다.

또한, 나머지 질문에 대한 응답에서 7, 9 - 참가자는 고무 손이 외모에서 자신의 것처럼 보이기 시작했다는 데 동의하지 않았다. 전반적으로, 이 결과는 비전이 우리의 접촉과 신체 위치에 영향을 미치지만, 대화는 반드시 참을 수 없다는 것을 건의합니다.

이제 고무 손 환상을 수행하는 방법에 익숙해지면, 연구자들이 뇌가 시력, 터치 및 proprioception과 관련된 정보를 어떻게 통합하는지 더 잘 이해하기 위해 그것을 사용하는 다른 방법을 살펴 봅시다.

환상 동안 뇌에서 무슨 일이 일어나고 있는지 이해하기 위해, 연구원은 기능MRI를 겪고있는 동안 작업에 참가자를 노출. 이 경우 모터 동작을 제어하는 데 사용되는 영역인 전운동 피질이 초점 영역이었습니다.

동기 조건의 활동은 비동기와 비교되었으며, 여기서 칫솔질은 환상을 유발하지 않습니다. 그(것)들은 두뇌가 속지 않았을 때, 속지 않을 때에 비해 더 중대한 활성화가 있었다는 것을 것을을 발견했습니다.

이러한 관측은 전운동 피질에 있는 신경 활동이 그들의 자신의 바디의 그들의 감각과 연관된다는 것을 건의합니다. 해부학적으로, 이것은 의미가 있습니다 : 이 지역은 시각 및 somatosensory 영역, 특히 후방 정수리 피질에 연결되어 시각적, 촉각 및 선전 정보 사이의 앵커를 제공합니다.

고무 손 환상의 신경 기초를 이해하는 것은 또한 신체 소유권이 왜곡되는 장애를 치료하는 데 도움이 될 수 있습니다, 정신 분열증의 경우와 같이. 이 환자에서, 환상은 더 빠른 유도와 증가지 보고서와 함께, 감각 비동기 동안도 강하다.

흥미롭게도, 이러한 효과 케타민 또는 암페타민 같은 약물을 관리 하 여 건강 한 개인에서 모방 될 수 있습니다., 신체 소유권 뒤에 신경 메커니즘을 공부 하기 위한 또 다른 접근 방식을 제공.

마지막으로, 특정 상황에서, 환상은 혈관 절단이 아직도 더 이상 존재하지 않는 신체 부위에 있는 감정이 있을 때 생기는 팬텀 사지 고통을 가진 개별을 취급하기 위하여 치료적으로 이용될 수 있습니다.

거울을 사용하여, 그들의 두뇌는 두 개의 완전한 사지를 보는 속일 수 있습니다. 이 접근은 궁극적으로 관련 다중 감각 통로 내의 연결을 재구성하고 고통을 완화하는 것을 도울 수 있었습니다.

당신은 고무 손 환상에 조브의 비디오를 보았다. 지금 당신은 공간에서 신체의 뇌의 인식을 조사하기 위해이 실험을 수행하는 방법의 좋은 이해를해야, 뿐만 아니라 참가자의 경험에서 설문 조사 결과를 해석하는 방법. 또한, 당신은 또한 신체 소유권과 다감각 통합에 관련 된 복잡성과 관련 된 뇌 영역에 대 한 자세한 것을 알고 있어야.

시청해 주셔서 감사합니다!

Results

그림 4는 한 참가자에 대한 일반적인 설문조사 결과를 보여줍니다. 처음 세 항목에서 참가자는 고무 손이 자신처럼 느껴졌고 고무 손에 칫솔질을 느낄 수 있다고 강하게 동의하는 경향이 있습니다. 이러한 결과는 고무 손의 시각적 인식이 그녀의 실제 손이 그녀의 몸의 표현에 고무 손을 동화하기 위해 그녀의 뇌를 유도해야하는 장소를 손으로 제안한다. 또한 고무 손에는 터치 수용체가 없지만 칫솔질을 경험했습니다. 따라서 칫솔질의 시각적 보고, 이 맥락에서, 칫솔질의 감각을 생성하기 위하여 두뇌를 유도하기 위하여 충분합니다. 즉, 효과 터치의 중요한 부분은 적어도 일부 조건하에서, 피부의 실제 접촉없이 느낄 수있다. 시각적 입력은 우리 몸의 감각에 놀라 울 정도로 강한 역할을합니다.

Figure 4
그림 4: 일반적인 설문조사 응답입니다.

설문 조사의 나머지 항목은 그 반대가 사실이 아님을 보여줍니다. 사람들은 고무 손의 시각적 표현이 변경되기 시작했다는 것을 암시하는 진술에 동의하지 않는 경향이 있습니다. 즉, 자신의 것으로 느끼는 것은 외모에서 자신의 모습처럼 보이지 않습니다. 따라서 시력은 우리의 터치 감각과 신체 위치에서 중요한 역할을 하지만 터치와 신체 위치는 같은 방식으로 시력에 영향을 미치지 않습니다.

Applications and Summary

고무 손은 뇌가 여러 감각 시스템에서 정보를 통합하는 방법에 대한 우리의 이해에 중요한 역할을하기 시작한 이상하고 눈에 띄는 환상이다. 예를 들어, Ehrsson과 동료(2004)의 중요한 연구는 방금 설명한 것과 거의 같은 방식으로 고무 손 환상을 유도했지만, 참가자들이 동시에 fMRI를 진행했습니다. 2 비교 의 관점에서, 연구원은 비동기적으로 참가자의 고무와 실제 손을 닦는 조건을 사용했습니다. 이것은 일반적으로 환상의 경험을 생성하지 않습니다. 그(것)들은 그 때 일반적인 도중 두뇌 활동에 이 조건에 두뇌 활동을 비교할 수 있었습니다, 동기적인 쓰다듬는 조건. 그 결과 동기 조건이 전운동 피질에서 더 큰 활성을 생성하였다. 전운동 피질은 운동 동작을 제어하는 데 사용되는 뇌의 일부입니다. 활동은 일반적으로 다른 사람이 작업을 실행하기 전에이 영역에서 찾을 수 있습니다. 이것은 전운동 피질이 행동 계획의 사이트이기 때문에 어떤 의미에서, 그것은 그들의 자신의 바디의 감각에 대한 표현의 주요 사이트이기 때문에 결론을 내렸다. 그 결과, 다른 소스에서 자신의 신체에 대한 정보가 통합되는 사이트이기도합니다.

References

  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).

Transcript

Please note that all translations are automatically generated.

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