该团队使用核磁共振扫描仪收集脑成像数据,而参与者与3 d对象。他们用这些数据来研究大脑的哪些部分使用,当我们处理工具,如刀。来源:东英吉利大学
东安格利亚大学的研究人员做了一个惊人的发现我们的大脑如何控制我们的手。
他们使用核磁共振数据研究的哪些部分大脑当我们处理使用工具,如刀。
他们从某些读出信号大脑区域并试图区分当参与者适当处理工具使用。
人类数百万年的工具使用,但这项研究首次表明,由其处理措施(抓一把刀切割是由大脑区域,也代表了人类双手的图片,我们的主要的工具“与世界进行交互。
研究铺平了道路的发展下一代neuroprosthetics -假肢利用大脑的控制中心,帮助恢复那些失去功能四肢由于脑损伤。
这项研究是由东安格利亚大学和诺福克郡和诺维奇大学医院进行。
首席研究员史蒂芬妮Rossit博士来自东安格利亚大学心理学学院的,说:“手持工具的出现标志着一个主要的开始之间的不连续人类和我们最亲密的灵长类亲戚和被认为是人类最本质的特征。我们的发现可能的大脑区域,特别是在人类进化。”
“我们知道看到的图像工具激活大脑的不同区域,当我们看到其他类型的对象,例如一把椅子。
“直到现在,认为大脑负责隔离视觉信息以这种方式来优化处理与工具相关的行动。但是人类的大脑如何控制我们的手正确地把握3 d对象等工具不是很好理解。
“我们想测试人类的大脑是否自动流程3 d对象而言,如何把握他们使用。我们特别想知道我们是否可以使用大脑的特定部分的信号区分人处理工具是否正确的示例处理而不是抓一把刀的刀。”
该团队使用核磁共振扫描仪收集脑成像数据,而参与者与3 d对象。
Rossit博士说:“这很有挑战性,因为扫描仪内部的空间真的很小,参与者需要保持静止。
“所以我们一个独一无二的“实际行动”设置用于展示3 d工具和其他物品。
“我们的参与者躺在黑暗中,一个定制的床上与一个旋转表安装高于腰部,这样我们就可以向他们展示3 d对象,他们能抓住他们。
“我们设计,3 d打印日常厨房工具从非磁性材料,这样他们会很安全的核磁共振等塑料刀,比萨饼刀和勺子以及另一组3 d打印的酒吧代表项目,没有工具,我们作为控制对象。”
伊桑骑士博士是一个博士生Rossit博士,协调数据收集和20名志愿者的大脑进行扫描,在诺福克和诺里奇大学医院。在第一个会话中,参与者被要求掌握3 d工具和3 d条正确或错误地使用定制设置“实实在在的行动”。
相同的参与者回到扫描仪第二个会话,他们只是看着照片的工具和手。
弗雷泽史密斯博士,也来自东安格利亚大学心理学学院的,说:“我们研究大脑活动当参与者认为工具和手的图片识别大脑,大脑的哪些部分手图片是代表。
“我们使用先进的机器学习,看看我们可以预测人们是否真正掌握工具的处理。这是非常重要的,因为知道不是掌握一个对象,就像一把刀,刀片,成功的工具的使用是至关重要的。
Rossit博士说:“在大多数科学家所认为的相反,我们能够预测工具是否掌握正确的信号大脑区域响应的手的照片,而不是从视觉区域响应的工具的照片。
“重要的是信号从视觉领域只能用来预测手操作工具,但不能预测与控制3 d栏对象匹配操作。
“这表明视觉区域是专门为行动与调优工具。
“我们的发现改变了我们基本的理解大脑如何控制我们的手和可能对健康和社会有着重要的意义。
“例如,它可以帮助开发更好的设备或康复的人在四肢由于失去了功能脑损伤。它甚至可以让人们没有四肢控制假肢与他们的想法。
“brain-driven接口和假肢的潜力是非常令人兴奋,”她补充道。
“Hand-selective视觉区域代表如何把握3 d工具:大脑解码在实际行动”发表的神经科学杂志》上2021年5月10日。这项研究是由比亚尔基金会资助。
期刊信息:神经科学杂志》上
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