Trò ảo thuật giúp các nhà khoa học nghiên cứu cách não bộ cảm nhận cơ thể

Các nhà khoa học thần kinh đang sử dụng ảo ảnh "hộp gương", một thủ thuật cổ điển được các nhà ảo thuật sử dụng, để tiết lộ cách bộ não xử lý nhiều đầu vào cảm giác để nhận thức cơ thể và thế giới xung quanh chúng ta.

Trong thủ thuật này, một người tham gia đặt tay trái của mình lên bàn trước bề mặt phản chiếu của một tấm gương nhỏ. Sau đó, anh ấy đặt tay phải của mình sau gương, cách đó khoảng 6 inch, nơi anh ấy không thể nhìn thấy nó.

Sau đó, anh ta được yêu cầu gõ vào mặt bàn bằng cả hai tay trong khi nhìn vào hình ảnh phản chiếu của mình. Trong vòng một phút, anh ta sẽ cảm thấy như thể bàn tay mà anh ta nhìn thấy phản chiếu trong gương là tay phải của mình - mặc dù bàn tay ẩn không cử động.

Ảo ảnh hộp gương cổ điển này đã được sử dụng trong một số nghiên cứu khoa học thần kinh, bao gồm cả việc chữa trị cho người bị cụt chân như một phương pháp điều trị có thể giúp giảm đau chân tay ảo, nơi nó được cho là có thể giúp não tái lập bản đồ và thích nghi với một chi bị mất.

Giờ đây, một phiên bản mới của ảo giác hộp gương, được phát triển bởi nhà khoa học não bộ của Đại học Delaware (UD), Tiến sĩ Jared Medina và nghiên cứu sinh tiến sĩ Yuqi Liu, đang kéo thêm bức màn về cách bộ não xử lý nhiều đầu vào cảm giác để nhận thức cơ thể chúng ta và thế giới xung quanh chúng ta.

Trong ảo ảnh mới này, những người tham gia nghiên cứu đặt bàn tay của họ ở các tư thế ngược nhau (một tay úp, tay kia úp xuống), tạo ra xung đột giữa phản hồi thị giác và cảm nhận đối với bàn tay sau gương.

Trí tuệ là “giác quan thứ sáu” của bạn, cảm giác về vị trí của cơ thể bạn trong không gian, đến từ các cơ và khớp của bạn. Cảm giác này cho phép bạn tự tin chạm vào mũi ngay cả khi nhắm mắt.

Sau khi mở và đóng đồng bộ hai tay, những người tham gia nghiên cứu đột nhiên nhận thấy bàn tay phía sau gương xoay hoặc lật hoàn toàn để khớp với hình ảnh phản chiếu của bàn tay.

“Đột nhiên trong quá trình thử nghiệm của chúng tôi, bạn sẽ nghe thấy một tràng cười ngạc nhiên khi mọi người trải qua cảm giác gọn gàng như bàn tay của họ bị lật, mặc dù nó không di chuyển,” Medina nói.

Hiệu quả của ảo ảnh bị ảnh hưởng bởi cảm giác khó khăn khi di chuyển bàn tay ẩn đến vị trí bàn tay nhìn thấy trong gương. Ít xảy ra ảo giác hơn đối với các phép quay khó hơn đòi hỏi nhiều sức căng hơn.

Dữ liệu cơ sinh học như vậy, Medina cho biết, được mã hóa trong giản đồ cơ thể, thể hiện vị trí cơ thể của bạn trong không gian có tính đến phản hồi từ các giác quan của bạn, cũng như thông tin được lưu trữ từ các cơ và khớp về những gì cơ thể bạn có thể và không thể làm. .

Theo Medina, bộ não thực hiện “tích hợp tối ưu” thông tin cảm giác đến và sau đó phân loại cảm giác đáng tin cậy nhất là gì.

“Tầm nhìn thực sự chính xác,” Medina nói, “nhưng sự ra đời còn ồn ào hơn. Vì vậy, nếu có xung đột giữa các giác quan này và thị giác cho bạn biết rằng bàn tay của bạn đang ở ngay đó, nhưng khả năng nhận thức nói rằng không phải vậy, thì bộ não của bạn đang tính toán một cách tối ưu. "

“Tầm nhìn, bởi vì nó chính xác hơn, thường là các quy tắc. Tuy nhiên, trong nghiên cứu của chúng tôi, bộ não dường như cũng đang xem xét thông tin bổ sung - những hạn chế về cơ sinh học từ giản đồ cơ thể - trong việc giải quyết xung đột giữa các giác quan này ”.

Nhóm nghiên cứu hiện đang sử dụng hình ảnh cộng hưởng từ chức năng (fMRI) tại Trung tâm Hình ảnh Y sinh và Não bộ của UD để nghiên cứu thêm cách bộ não tính toán và tích hợp lượng lớn đầu vào mà nó nhận được từ tất cả các giác quan.

FMRI có thể tiết lộ vùng não nào đang hoạt động khi thực hiện một nhiệm vụ. Hiểu rõ hơn về các quá trình não này có thể giúp các nhà nghiên cứu phát triển các phương pháp điều trị tiên tiến hơn cho những bệnh nhân bị chấn thương não như đột quỵ, đau mãn tính và các rối loạn khác, cũng như phát triển các chi giả có cảm giác như một bộ phận của cơ thể.

“Làm thế nào để bạn hóa thân cho một chân tay giả? Nó phải tôn trọng các quy luật của cơ thể mà bạn đã học được cả đời, ”Medina nói.

“Điều khá quan trọng là phải tìm ra cách bộ não giải quyết vấn đề về thông tin đa giác quan và điều đó có liên quan như thế nào đến hiện thân và ý thức về bản thân của chúng ta. Những thủ thuật và ảo tưởng hay ho này là một con đường để hiểu cách thức hoạt động của tâm trí ”.

Nghiên cứu xuất hiện trên tạp chí Báo cáo khoa học.

Nguồn: Đại học Delaware