برای مغز ، این ابزار فقط یک ابزار است ، نه یک کشش دست


یک بار روحانی و لغو حقوق بشر در قرن نوزدهم هنری وارد بیچر یک بار نوشت: “این ابزار فقط امتداد دست انسان است و دستگاه یک ابزار پیچیده است.” این کلمات ، بیش از یک قرن ، تعدادی از تحقیقات علمی “تجسم” را پیشگویی می کردند: چگونه غنای کمک های حسی انسان – از جمله لمس و ادراک بصری – که در دستکاری ابزار دخیل است – درک خود فیزیکی را تغییر می دهد. این فرض بر این است که وقتی شخصی پیچ گوشتی را نگه می دارد ، به عنوان مثال ، مغز نمایندگی خود را به “دست” تبدیل می کند تا زمانی که این نمایش به نوک ساز برسد.

اما آیا این واقعاً اتفاق می افتد؟ چرا مغز مجبور است به نوعی حتی به طور موقت تصور خود از دست زرنگ را مانند یک ساز بی صدا رها کند؟ چنین س questionsالاتی باعث الهام Tamar Makin ، متخصص مغز و اعصاب در کالج دانشگاه لندن شد. در مطالعه ای که اخیراً در PLOS Biology و Journal of Neuroscience منتشر شده است، این بررسی می کند که آیا افرادی که دارای دندان مصنوعی هستند – یا پاک کننده های لندن با تیرهای فلزی ، بقایایی را می گیرند – در واقع هویت خود را با چنین ابزاری ترکیب می کنند. تاکنون ، نتایج تحقیقات ماکین با شهود بیچر در مورد تجسم ابزار دستی و همچنین برخی تحقیقات مدرن که نشان می دهد استفاده از این ابزار نقشه های داخلی بدن را تغییر می دهد ، مغایرت دارد.

تمرکز کار ماکین بر درک بهتر این است که چگونه مغز می تواند اندامهای مصنوعی را که به بهترین روش ممکن کار می کنند در خود جای دهد – از این رو علاقه او به تعیین واقعی بودن تجسم را دارد. و او دوست دارد که سرانجام فراتر از تعویض اعضای بدن باشد و سعی کند که هنوز دست نخورده بهبود یابد. آزمایشگاه او در حال کار با طراح پروتز دنی کلود برای بررسی چگونگی یادگیری سازگاری مردم با “انگشت شست سوم” است ، انگشت رباتیک که کاربران آن را به دست خود می بندند و از راه دور با انگشت شست کنترل می کنند. گزارشی که این هفته در رباتیک علمی نشان می دهد که افراد می توانند یاد بگیرند که از انگشت شست برای افزایش عملکرد دست خود استفاده کنند ، اما همچنین س aboutالاتی را در مورد اینکه آیا چنین تغییرات “پلاستیکی” در مغز می تواند ، برای بهتر یا بدتر ، درک عصبی فرد از بیولوژیکی دست خود تغییر دهد ، ایجاد می کند. مکین و دانشجوی کارشناسی ارشدش هانتر شان ، که یکی از نویسندگان مطالعه London Talkers است ، صحبت می کنند آمریکایی علمی برای کاری که آنها اخیراً انجام داده اند – حتی همانطور که همه گیر همه دنیا را فرا گرفته است.

[An edited transcript of the interview follows.]

چگونه کار خود را شروع کردید؟

HUNTER CLEAN: ما در این آزمایشگاه دانشجوی دکترا داشتیم به نام رونی میمون مور. وی از خود پرسید که آیا کاربران پروتز اندامهای مصنوعی خود را طوری نشان می دهند که گویی عضوی از بدن هستند یا بهتر است ابزاری باشد. بنابراین تامار و رونی این مطالعه را انجام دادند. آنها نتایج بسیار جالبی را بدست آوردند که اساساً نشان می دهد هرچه کاربر بیشتر از اندام مصنوعی استفاده کند ، بیشتر نیز خواهد بود نه به عنوان یک دست یا ابزار در مغز ارائه می شود.

TAMAR بیشتر: این یک آزمایش ایده آل بود ، زیرا می توان از پروتز به مدت 14 تا 16 ساعت در روز استفاده کرد. پروتز ابزاری است که برای جایگزینی عملکرد دست طراحی شده است. یک دیدگاه بسیار غالب وجود دارد – و این از فلسفه تا مهندسی تا روانشناسی و همچنین به فرهنگ عامه گسترش می یابد – که اگر ما از ابزار به عنوان متخصص استفاده می کنیم ، بهترین روش برای مغز ما برای نمایندگی آنها این است که گویی بخشی از بدن ما هستند .

آیا می توانید توضیح دهید که چرا کشف پروتز تعجب آور است؟

تمیز: همه اینها از این ایده در جامعه مهندسی برای تجسم ناشی می شود. چه زمانی [people] از دستگاهی استفاده کنید (به خصوص دستگاه قطع شده هنگام استفاده از اندام مصنوعی) ، آیا آنها به عنوان عضوی از بدن خود احساس ذهنی می کنند؟ شاید این از نظر عصبی به این معنا باشد که مغز در واقع شروع به نشان دادن دستگاه به عنوان بخشی از بدن می کند. پاسخ قابل توجهی که در این کار با آن روبرو می شویم این است که این ایده تجسم است نه وقتی می دانید در مغز چه اتفاقی می افتد – حداقل در قسمت هایی از مغز که ما مطالعه کردیم – واقعاً مناسب است.

چه چیزی منجر به تحقیق در مورد جمع آوری زباله شد؟

ماکین: بنابراین نتیجه کار با پروتزها بسیار بسیار هیجان انگیز بود. هانتر می خواست به تکرار این یافته برسد. [With the litter pickers]، ما فکر کردیم [that the brain is smart and flexible enough, plastic enough, to come up with new solutions to represent expert tools. They can pick up really different shapes and weights—cups with fluid, cigarette butts. It’s actually quite impressive how good they are.  

SCHONE: Like a prosthesis that sort of substitutes for hand function, we tried to find a tool that’s an extension of the hand function—a different kind of tool—and we tried to find only experts and see if you can show, in this group, the same results as [those] برای پروتز ما در مورد استخدام دندانپزشک و جراح و انواع ابزارهای آنها استفاده کردیم. رونی معتقد است یافتن کارگران جمع آوری زباله ممکن است آسانتر از تلاش برای یافتن یک دسته جراح باشد. شما آنها را در همه جای لندن می بینید.

مردی که یک وسیله جمع آوری زباله را در پارک در دست دارد.
ابزار جمع آوری زباله. اعتبار: شکارچی شان

در آزمایشات چه کاری انجام دادید؟

تمیز: ما روی قشر بینایی متمرکز بودیم. نکته جالب در مورد آن این است که در قشر بینایی شما یک منطقه بصری از مغز دارید که نشان دهنده دست است. یک منطقه همپوشانی وجود دارد که در آن ابزارها نیز ارائه می شوند. در اینجا چیزی شبیه به این منطقه عالی برای آزمایش این مسئله وجود دارد ، جایی که شما ابزارها و ابزارهایی را ارائه داده اید. ما می خواستیم بدانیم که در این فضا وقتی خبره می شوید ، با یک ابزار متخصص می شوید.

ما می خواستیم به نوعی تجربه رسانه را به بهترین شکل ممکن شبیه سازی کنیم ، زیرا آنها نمی توانند از ابزار جمع آوری زباله در اسکنر استفاده کنند. بنابراین ما این فیلم ها را تهیه کردیم: فیلم ها نشانگر دستی – یا ابزار جمع آوری زباله – از یک شی object یا کسی است که از نوع مختلفی از ابزار گرفتن مانند یک جفت کلیپ استفاده می کند. ما 48 فیلم منحصر به فرد ساخته ایم.

و چه چیزی پیدا کرد؟

تمیز: همه آنها را در اسکنر قرار دادیم و فیلم ها را به آنها نشان دادیم. و ما فعالیت های این ناحیه از مغز را که یک منطقه بصری همپوشانی برای دست ها و ابزارها است ، بررسی کردیم. و ما به نحوه ارائه هر یک از این موارد نگاه کردیم. بنابراین ما از تحلیلی استفاده کردیم که تفاوت الگوهای فعالیت را مقایسه می کند – این بدان معناست که شما می توانید چیزهایی را در مغز مشاهده کنید که به روشی مشابه یا متفاوت ارائه شده اند.

ما هر یک از این دسته های مختلف (دست ، ابزار جمع آوری زباله ، انبر) را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادیم. ما مقایسه کردیم که الگوی فعالیت وقتی یک شرکت کننده ابزار جمع آوری زباله را در مقایسه با دیدن دست – یا دیدن جمع کننده زباله ، در مقایسه با دیدن انبر ، شبیه بود ، شبیه بود.

ایده تجسم این است که در حالی که از ابزاری استفاده می کنید ، مغز شما بیشتر از آن به عنوان یک قسمت واقعی از بدن یاد می کند. این بدان معنی است که دست و ابزار جمع آوری زباله به طور مشابهتری ارائه می شوند. اما ما در واقع نتیجه کاملاً معکوس را دیدیم ، و این همان نتایجی است که در مطالعه پروتز مشاهده کردیم.

دستگاه: این اولین مجموعه مطالعاتی است که واقعاً مستقیماً این فرضیه را در مورد چگونگی ابزاری برای مغز با رمزگشایی از فعالیت مغز انسان آزمایش می کند. این کار قبلاً هرگز انجام نشده است. بنابراین این جدی ترین تلاش برای شناسایی یک تجسم است – و [to find] شواهد بسیار قانع کننده ای علیه او

اما این معامله را در برابر تجسم مهر و موم نمی کند. شخصیت پردازی یک پدیده چند وجهی است. اگر از مغز یا حداقل قشر بینایی افرادی که بیشتر از پروتز استفاده می کنند ، س askال کنید ، اندام آنها پروتز را کمتر مجسم می کند. اما اگر از افراد در مورد تجربه ذهنی آنها بپرسید که چگونه پروتز را بعد از مدت زمان طولانی استفاده درک می کنند ، هر چه بیشتر از آن استفاده کنند ، بیشتر می گویند که احساس می کند مانند بخشی از بدن آنها است.

تفاوت بین نحوه تجربه پروتز توسط افراد و نحوه ارائه آن را می توان با این واقعیت توضیح داد که ما به سادگی بر روی قسمت خاصی از مغز تمرکز می کنیم. برای ما ، این منطقه ایده آل مغز بود. اما این یک منطقه مغزی از یک شبکه عظیم ، عظیم ، بسیار پیچیده از مناطق مغز است. اگر فقط به یک قطعه از معما نگاه کنیم ، این می تواند تصویری کاملاً متفاوت برای بقیه مغز باشد. این ممکن است یکی از توضیحات باشد.

من شخصاً اینطور فکر نمی کنم. من به نفع مغز تقلید یا به روزرسانی زیرساخت حسی-حرکتی که برای دست داریم ، کنترل یا ارائه چیزی که با دست بسیار متفاوت باشد ، فایده ای ندارم. روشی که من به صورت جداگانه هر انگشتم را حرکت می دهم بسیار متفاوت از حرکت بسیار سخت و منفرد ساخته شده با ابزار جمع آوری زباله است و تفاوت قابل توجهی با آنچه می توانید با دندان مصنوعی انجام دهید دارد.

اگر پروتز و جمع کننده زباله کششی از بدن نبودند ، چگونه در مغز ارائه می شدند؟

ماكین: اگر به افرادی كه در انتخاب پرندگان یا اتومبیل ها متخصص هستند نگاه كنید ، آنها شروع به ایجاد تجربه جدیدی در مغز می كنند. بنابراین ، آنها منابع مغزی بیشتری را به نمایندگی از پرندگان و اتومبیل اختصاص می دهند. و آنها تصاویر پیچیده تری از این چیز جدید نسبت به حالت عادی ارائه می دهند – چیزی که مغز شما یا من قادر به گرفتن آن نیست. به همین ترتیب می توانید در استفاده از پروتز متخصص شوید. شما عملکردهای مختلف و اهمیت آنها را درک می کنید. شما شروع به اختراع این ارائه تخصصی او می کنید. اما این نمایشی از بدن خود شما نیست ، این نمایش یک شی است. ما این را از طریق خودمان کشف کردیم [functional magnetic resonance imaging] مطالعات استفاده کنندگان پروتز و جمع آوری زباله – سایپرز ، باشگاه دانش

آیا می توانید در مورد جایی که با کار خود می روید بیشتر توضیح دهید؟

ماكین: من علاقه مندم كه چگونه می توانیم به مهندسان در طراحی بهترین پروتز كمك كنیم ، زیرا در حال حاضر دچار یك بحران شده ایم: مهندسان پروتزهای پیچیده و پیچیده تری را طراحی می كنند كه گران تر و پیچیده تر می شوند.

و من فکر می کنم یک مشکل بالقوه این است که طراحان بسیار مجذوب ایده تجسم می شوند. آنها سعی می کنند پروتزهایی را طراحی کنند که مشابه عملکرد بدن کار کنند. آنها معتقدند هرچه پروتز به بازو نزدیکتر باشد ، مغز راحتتر می تواند بازو را با پروتز جایگزین کند. مطالعه ما می گوید: “نگران نباشید. مغز شما پلاستیک است. مغز شما بهترین راه حل را برای ارائه پروتز پیدا خواهد کرد. مغز می داند که این یک دست نیست. این مسئله مهیج است زیرا مهندسین را به فکر کردن در مورد چگونگی طراحی دندانهای مصنوعی دعوت می کند. آنها می توانند به رویکردهای جدید مهندسی فکر کنند. کی گفته اندام مصنوعی باید شبیه بازو باشد نه شاخک هشت پا؟

در این زمینه چه کار دیگری انجام می دهید؟

https://www.youtube.com/watch؟v=WGNUyTNRCGY

اعتبار: دنی کلود دیزاین و آزمایشگاه پلاستیک ، دانشگاه کالج لندن

MAKIN: این امر همچنین فرصتهای هیجان انگیزی را برای افزایش موتور ایجاد می کند. ما با یک انگشت رباتیک کار می کنیم تا به افراد توانای دارای پنج انگشت یک قسمت اضافی از بدن را که قبلاً هرگز نداشته اند ، بدهیم. مغز دیگر منابع لازم برای حمایت از این قسمت جدید از بدن را ندارد زیرا ما از نظر ژنتیکی ساخته نشده ایم تا شش انگشت داشته باشیم. اما اگر مغز به اندازه کافی انعطاف پذیر باشد تا بتواند یک محلول جدید برای پروتز ارائه دهد ، باید به اندازه کافی انعطاف پذیر باشد تا بتواند از این فناوری های جدید – مانند انگشت شست سوم – استفاده کنیم. ما بسیار خوش شانس هستیم که با دنی کلود ، که این دستگاه بزرگنمایی را برای گسترش توانایی های حرکتی افراد طراحی کرده ، کار می کنیم. و ما تحقیقات زیادی را با این دستگاه انجام می دهیم تا دریابیم که مغز کاربر هنگام استفاده از انگشت شست اضافی چه اتفاقی می افتد.

کاربران آموزش دیده از انگشت شست مهارت زیادی نشان دادند. اما آیا اگر افراد بطور مداوم از شست مصنوعی استفاده کنند چه اتفاقی برای هماهنگی حرکتی در دست طبیعی می افتد ، آیا تحقیقات بیشتری لازم است؟

ماکین: استفاده از انگشت شست نحوه هماهنگی حرکات افراد را تغییر داده است و ما معتقدیم که باعث انعطاف پذیری مغز در نحوه ارائه دست شده است. این بدان معنی است که برای استفاده از انگشت شست – با طولانی شدن رپرتوار موتور – چیزی باید در نحوه استفاده و ارائه بدن ما تغییر کند. این قطعاً یک ملاحظه مهم است که قبلاً با رعایت نکات ایمنی زیادی مطرح نشده است. اگر از یک کارگر کارخانه بخواهیم از یک قسمت بدن دیگر در کارخانه استفاده کند ، آیا این بدان معناست که وقتی بعد از بیرون آوردن دستگاه به خانه می روند ، بی دست و پا می شوند؟ برای درک بهتر تعادل بین استفاده از اعضای اضافی بدن ، انعطاف پذیری مغز و کنترل حرکتی بدن و دستگاه ، تحقیقات بیشتری لازم است.


منبع: khabar-nab.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*