Schemat ciała - Body schema
Schemat ciała to pojęcie stosowane w kilku dyscyplinach, w tym w psychologii , neurologii , filozofii , medycynie sportowej i robotyce . Neurolog Sir Henry Head pierwotnie zdefiniował to jako model postawy ciała, który aktywnie organizuje i modyfikuje `` wrażenia wytwarzane przez przychodzące impulsy czuciowe w taki sposób, że ostateczne odczucie pozycji ciała lub lokalizacji podnosi się do świadomości naładowanej związek z czymś, co wydarzyło się wcześniej ”. Jako model postawy, który śledzi pozycję kończyn, odgrywa ważną rolę w kontroli działania. Obejmuje aspekty zarówno ośrodkowe (procesy mózgowe), jak i peryferyjne ( sensoryczne , proprioceptywne ). Zatem schemat ciała można uznać za zbiór procesów, które rejestrują pozycję części ciała w przestrzeni. Schemat jest aktualizowany podczas ruchu ciała. Jest to zwykle nieświadomy proces i służy przede wszystkim do przestrzennej organizacji działań. Jest to zatem pragmatyczne przedstawienie właściwości przestrzennych ciała, które obejmują długość kończyn i segmentów kończyn, ich układ, konfigurację segmentów w przestrzeni oraz kształt powierzchni ciała. Schemat ciała odgrywa również ważną rolę w integracji i używaniu narzędzi przez ludzi.
Wyraźne zróżnicowanie schematu ciała z obrazem ciała został opracowany stopniowo .
Historia
Henry Head , angielski neurolog, który wraz z brytyjskim neurologiem Gordonem Morganem Holmesem przeprowadził pionierskie prace nad układem somatosensorycznym i nerwami czuciowymi , po raz pierwszy opisał tę koncepcję w 1911 r. Po raz pierwszy pojęcie to zostało nazwane „schematem postawy”, aby opisać nieuporządkowaną reprezentację przestrzenną pacjentów. po uszkodzeniu płata ciemieniowego mózgu. Head i Holmes omówili dwa schematy (lub schematy): jeden schemat ciała do rejestracji postawy lub ruchu, a drugi schemat ciała do lokalizacji stymulowanych miejsc na powierzchni ciała. „Schemat ciała” stał się terminem używanym na określenie „zorganizowanych modeli nas samych”. Termin i definicja zaproponowane po raz pierwszy przez Heada i Holmesa przetrwały prawie sto lat badań, które zostały wyjaśnione, ponieważ pojawiło się więcej informacji na temat neuronauki i mózgu.
Nieruchomości
Neurolodzy Patrick Haggard i Daniel Wolpert zidentyfikowali siedem podstawowych właściwości schematu ciała. Jest kodowany przestrzennie, modułowy , adaptowalny , supramodalny, spójny, interpersonalny i aktualizowany ruchem .
Kodowanie przestrzenne
Schemat ciała przedstawia zarówno położenie, jak i konfigurację ciała jako trójwymiarowego obiektu w przestrzeni. Połączenie informacji sensorycznych, głównie dotykowych i wizualnych , przyczynia się do reprezentacji kończyn w przestrzeni. Integracja ta pozwala na zlokalizowanie bodźców w przestrzeni zewnętrznej w stosunku do ciała. Przykład autorstwa Haggarda i Wolperta pokazuje połączenie wrażenia dotykowego dłoni z informacją o kątach stawu ramienia, które pozwalają na szybkie ruchy tego ramienia w celu odbicia muchy.
Modułowe
Schemat ciała nie jest reprezentowany w całości w jednym obszarze mózgu . Najnowsze badania fMRI (funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego) potwierdzają wcześniejsze wyniki. Na przykład schemat stóp i dłoni jest kodowany przez różne obszary mózgu, podczas gdy palce są reprezentowane całkowicie przez oddzielną część.
Dający się przystosować
Plastikowe zmiany schematu ciała są aktywne i ciągłe. Na przykład, stopniowe zmiany schematu ciała muszą zachodzić przez całe życie jednostki, gdy rośnie, a bezwzględne i względne rozmiary części ciała zmieniają się w ciągu jej życia. Wykazano również, że u małych dzieci rozwija się schemat ciała . Jedno z badań wykazało, że w przypadku tych dzieci (w wieku 9, 14 i 19 miesięcy) starsze dzieci posługiwały się łyżkami tak, aby optymalnie i wygodnie je chwytać, podczas gdy młodsze dzieci miały tendencję do sięgania dominującą ręką, niezależnie od tego, czy orientację łyżki i ewentualną łatwość użycia. Wykazano krótkoterminową plastyczność dzięki integracji narzędzi ze schematem ciała. Złudzenie guma używana również wykazały szybkie reorganizację schematu ciała od okresu sekund, wykazujące wysoki poziom plastyczności i szybkość schemat ciała porządkuje. W Iluzji uczestnicy patrzą, jak ręka manekina jest głaskana pędzlem, podczas gdy ich własna ręka jest gładzona identycznie. Uczestnicy mogą czuć, że dotykanie ich dłoni pochodzi z ręki manekina, a nawet, że ręka manekina jest w pewnym sensie ich własną ręką.
Supramodal
Schemat ciała ze swej natury integruje proprioceptywne (poczucie względnego położenia sąsiednich części ciała) i dotykowe, aby zachować trójwymiarową reprezentację ciała. Jednak inne informacje sensoryczne, szczególnie wizualne, mogą znajdować się w tej samej reprezentacji ciała. To równoczesne uczestnictwo oznacza, że w schemacie ciała występują połączone reprezentacje, co sugeruje zaangażowanie procesu tłumaczenia podstawowych informacji (np. Wizualnych, dotykowych itp.) Na pojedynczą modalność sensoryczną lub abstrakcyjną, amodalną formę.
Zgodny
Schemat ciała, aby prawidłowo funkcjonował, musi być w stanie stale utrzymywać spójną organizację. Aby to zrobić, musi być w stanie rozwiązać wszelkie różnice między danymi sensorycznymi. Rozwiązanie tych niespójności między zmysłami może skutkować interesującymi wrażeniami, takimi jak te, których doświadcza się podczas Iluzji Gumowej Ręki.
Interpersonalne
Uważa się, że schemat ciała jednostki jest używany do reprezentowania zarówno własnego ciała, jak i ciał innych. Uważa się, że neurony lustrzane odgrywają rolę w interpersonalnych cechach schematu ciała. Interpersonalna projekcja schematu ciała odgrywa ważną rolę w udanym naśladowaniu ruchów, takich jak gesty rąk, zwłaszcza przy zachowaniu ręki i umiejscowienia gestu, ale niekoniecznie na kopiowaniu samego ruchu.
Aktualizacja wraz z ruchem
Działający schemat ciała musi być w stanie interaktywnie śledzić ruchy i pozycje części ciała w przestrzeni. Do tej funkcji mogą przyczyniać się neurony w korze przedruchowej. Klasa neuronów w korze przedruchowej jest multisensoryczna . Każdy z tych neuronów multisensorycznych reaguje na bodźce dotykowe, a także na bodźce wzrokowe. Neuron ma dotykowe pole recepcyjne (obszar czuły na powierzchni ciała), zwykle na twarzy, ramionach lub dłoniach. Ten sam neuron reaguje również na bodźce wzrokowe w przestrzeni w pobliżu dotykowego pola odbiorczego. Na przykład, jeśli dotykowe pole recepcyjne neuronu obejmuje ramię, ten sam neuron będzie odpowiadał na bodźce wzrokowe w przestrzeni w pobliżu ramienia. Jak wykazali Graziano i współpracownicy, wizualne pole recepcyjne będzie aktualizowane wraz z ruchem ramienia, przenosząc się w przestrzeni w miarę ruchu ramienia. Podobne neuronalne pola recepcyjne skupione na częściach ciała dotyczą twarzy. Te neurony najwyraźniej monitorują położenie części ciała i położenie pobliskich obiektów w odniesieniu do części ciała. Podobne właściwości neuronalne mogą być również ważne dla zdolności włączania zewnętrznych obiektów do schematu ciała, na przykład podczas używania narzędzi.
Rozszerzony schemat ciała
Ideą rozszerzonego schematu ciała jest to, że oprócz elementów proprioceptywnych, wizualnych i sensorycznych, które przyczyniają się do tworzenia mentalnej koncepcji ciała, te same procesy, które przyczyniają się do schematu ciała, są również w stanie włączyć zewnętrzne obiekty do mentalnej koncepcja własnego ciała. Po części filozoficzna, a po części neuronauka, koncepcja ta opiera się na ideach plastyczności i adaptacji, aby spróbować odpowiedzieć na pytanie, gdzie kończy się schemat ciała.
Trwa dyskusja, czy ta koncepcja naprawdę istnieje. Jedna strona twierdzi, że schemat ciała nie wykracza poza ciało, a druga uważa, że jest inaczej.
Argumenty wspierające
Perspektywa podzielana przez tych, którzy zgadzają się z teorią rozszerzonego schematu ciała, podąża za rozumowaniem zgodnym z takim, które wspiera teorie dotyczące używania narzędzi .
W niektórych badaniach próby zrozumienia asymilacji narzędzi są wykorzystywane do argumentowania za istnieniem rozszerzonego schematu ciała. W eksperymencie obejmującym używanie i interakcję z wełnianymi przedmiotami badani byli testowani pod kątem ich zdolności postrzegania powidoków wełnianych przedmiotów w różnych kontekstach. Badani przyzwyczaili oczy do ciemnego pokoju, a następnie pokazano im krótki (1 milisekundowy) błysk światła, mający na celu wywołanie efektu powidoku na ich ramionach, które trzymali przed sobą podczas eksperymentu. Późniejsze poruszenie ręką powodowałoby, że powidok „zanikał” lub znikał, gdy się poruszał, wskazując w ten sposób, że element (ramię) był śledzony i integrowany ze schematem ciała osoby. Aby przetestować integrację bezsensownych wełnianych przedmiotów, badani doświadczyli czterech różnych kontekstów.
- Badani trzymali wełniane przedmioty w każdej dłoni, a jedna ręka (aktywna ręka) poruszała się, nadal trzymając przedmiot (aktywny przedmiot).
- Używając aktywnej ręki, przedmiot z aktywnej wełny zostałby upuszczony po dostrzeżeniu powidoku.
- Używając aktywnej ręki, można było chwycić przedmiot z aktywnej wełny po dostrzeżeniu powidoku.
- Badani mieli trzymać mechaniczne urządzenie, które trzymało wełniany przedmiot. Po dostrzeżeniu powidoku aktywna ręka podmiotu powodowała, że urządzenie mechaniczne upuszczało przedmiot z wełny.
We wszystkich sytuacjach z wyjątkiem czwartej, badani doświadczali tego samego efektu „blaknięcia”, jak w przypadku samej ręki. Oznaczałoby to zatem, że wełniane przedmioty zostały zintegrowane z ich schematem ciała i przyczynia się do poparcia idei wykorzystania przez ciało elementów proprioceptywnych i wizualnych do stworzenia rozszerzonego schematu ciała. Urządzenie mechaniczne działało jako pośrednik między podmiotem a aktywnym przedmiotem, a niewykrycie przez badanych powidoku w tym kontekście wskazuje, że koncepcja rozszerzenia ogranicza się do bycia wrażliwym tylko na to, z czym ciało ma bezpośredni kontakt.
Odmienne argumenty
Alternatywna perspektywa jest taka, że ciało jest granicą dowolnego schematu ciała.
Przykład tego podziału można znaleźć w badaniu i dyskusji na temat uwagi osobistej i pozapersonalnej, gdzie osobisty odnosi się do poczucia siebie ciała (schemat ciała), a pozapersonalny odnosi się do wszystkiego, co zewnętrzne. Niektóre badania potwierdzają tezę, że te dwie kategorie są całkowicie różne i nie przenikają się, w przeciwieństwie do tego, co opisuje teoria rozszerzonego schematu ciała. Dowody na to można znaleźć przede wszystkim u osób z jednostronnym zaniedbaniem, na przykład w przypadku EDS, który był mężczyzną w średnim wieku z uszkodzeniem mózgu prawej półkuli. Kiedy był testowany pod kątem zaniedbania hemispatycznego przy użyciu tradycyjnych metod, takich jak czytanie zdań i testy anulowania, EDS wykazał niewiele objawów, a po późniejszym badaniu nie wykazał żadnych oznak, co doprowadziło lekarzy do przekonania, że jest normalny. Jednak stale miał problemy z fizjoterapią, ponieważ twierdził, że nie może widzieć swojej lewej nogi; po dalszym badaniu stwierdzono, że EDS ma szczególny rodzaj zaniedbania hemispatialnego, które tylko wpływało na percepcję jego ciała. Funkcja motoryczna lewej strony jego ciała została negatywnie dotknięta, chociaż nie została ona całkowicie ograniczona, jednak podczas wykonywania takich czynności jak golenie niezmiennie nie golił lewej strony twarzy. Doprowadziło to niektórych badaczy do przekonania, że istnieje rozróżnienie między zaniedbaniem osobistym i pozapersonalnym, co w ten sposób odzwierciedlałoby podobne rozróżnienie w przypadku samego schematu ciała.
Powiązane zaburzenia
Deaferentacja
Najbardziej bezpośrednia z powiązanych zaburzeń , deaferentacja, występuje, gdy bodźce czuciowe z organizmu są zmniejszone lub nieobecne, bez wpływu na neurony odprowadzające lub motoryczne. Najbardziej znanym przypadkiem tego zaburzenia jest „IW”, który stracił wszelkie bodźce czuciowe spod szyi, powodując tymczasowy paraliż. Był zmuszony nauczyć się od nowa kontrolować swój ruch, używając tylko swojego świadomego obrazu ciała i wizualnej informacji zwrotnej. W rezultacie, gdy podczas czynności, takiej jak chodzenie, gubi się ciągły bodziec wzrokowy, wykonanie zadania staje się niemożliwe, co może skutkować upadkiem lub po prostu zatrzymaniem. IW wymaga ciągłej uwagi do zadań, aby móc je dokładnie wykonać, pokazując, jak automatyczny i podświadomy jest proces integracji dotyku i propriocepcji ze schematem ciała.
Autotopagnozja
Autotopagnozja zwykle występuje po zmianach lewej ciemieniowej. Pacjenci z tym zaburzeniem popełniają błędy, które wynikają z pomieszania sąsiadujących części ciała. Na przykład pacjent może wskazać kolano, gdy zostanie poproszony o wskazanie biodra. Ponieważ zaburzenie obejmuje schemat ciała, błędy lokalizacyjne mogą być popełnione zarówno na ciele samego pacjenta, jak i na ciele innych osób. Przestrzenna jedność ciała w schemacie ciała została uszkodzona w taki sposób, że została nieprawidłowo podzielona na inne części modułowe.
urojona kończyna
Kończyny fantomowe to zjawisko, które występuje po amputacji kończyny od osoby. W 90–98% przypadków osoby po amputacji zgłaszają, że czują, że cała kończyna lub część ciała nadal znajdują się tam, zajmując miejsce. Osoba po amputacji może postrzegać kończynę pod pełną kontrolą lub sparaliżowaną . Częstym efektem ubocznym kończyn fantomowych jest ból kończyny fantomowej. Mechanizmy neurofizjologiczne, w których występują kończyny fantomowe, są nadal przedmiotem dyskusji. Powszechna teoria zakłada, że neurony doprowadzające , ponieważ uległy deaferencji w wyniku amputacji, zazwyczaj ponownie mapują się do sąsiednich obszarów korowych w mózgu. Może to spowodować, że osoby po amputacji będą zgłaszać uczucie dotknięcia brakującej kończyny, gdy pozornie niepowiązana część ciała jest stymulowana (na przykład dotykana jest twarz, ale osoba po amputacji czuje również, że jej brakujące ramię jest głaskane w określonym miejscu). Innym aspektem kończyn fantomowych jest to, że kopia eferentna (sprzężenie zwrotne motoryczne) odpowiedzialna za raportowanie pozycji do schematu ciała nie słabnie szybko. W ten sposób osoba po amputacji może przypisać brakującej części ciała, że nadal pozostaje w stałej lub ruchomej pozycji.
Inni
Asomatognozja , somatoparafrenia , anozognozja , anosodiaforia , allochiria i zaniedbanie hemispatialne obejmują (lub w niektórych przypadkach obejmują) aspekty upośledzonego schematu ciała. Zaniedbanie półprzestrzenne nie jest rzadkością, ponieważ czasami powoduje to udar .
Użycie narzędzia
Schemat ciała nie tylko musi być w stanie zintegrować i utworzyć trójwymiarową reprezentację ciała, ale także odgrywa ważną rolę w używaniu narzędzi . Badania rejestrujące aktywność neuronalną w korze śródciemieniowej makaków wykazały, że wraz z treningiem schemat ciała makaka aktualizuje się o narzędzia, takie jak te używane do docierania do schematu ciała. U ludzi schemat ciała odgrywa ważną rolę zarówno w prostym, jak i złożonym użyciu narzędzi, znacznie wykraczającej poza rolę makaków. Również intensywne szkolenie nie jest konieczne do tej integracji.
Mechanizmy, dzięki którym narzędzia są zintegrowane ze schematem ciała, nie są w pełni zrozumiałe. Jednak badania z długotrwałym szkoleniem wykazały interesujące zjawiska . Kiedy trzymasz narzędzia w obu dłoniach w pozycji skrzyżowanej, efekty behawioralne odwracają się w podobny sposób, jak wtedy, gdy tylko ręce są skrzyżowane. W ten sposób bodźce czuciowe są dostarczane w ten sam sposób, czy to bezpośrednio, czy pośrednio do rąk za pomocą narzędzi. Badania te sugerują, że umysł włącza narzędzia do tych samych lub podobnych obszarów, co sąsiednie ręce. Niedawne badania nad krótkoterminową plastycznością schematu ciała wykorzystywały osoby bez wcześniejszego szkolenia z narzędziami. Wyniki te, wywodzące się z relacji między powidokami a schematem ciała, pokazują, że narzędzia są włączane do schematu ciała w ciągu kilku sekund, niezależnie od długości treningu, chociaż wyniki nie obejmują innych gatunków poza ludźmi.
Zamieszanie z obrazem ciała
Historycznie rzecz biorąc, schemat ciała i obraz ciała były generalnie łączone razem, używane zamiennie lub źle zdefiniowane. W nauce i gdzie indziej te dwa terminy są nadal często błędnie przypisywane lub mylone. Podjęto wysiłki, aby rozróżnić te dwa elementy i zdefiniować je w jasny i dający się zróżnicować sposób. Obraz ciała składa się z percepcji, postaw i przekonań dotyczących własnego ciała. Natomiast schemat ciała składa się z zdolności sensoryczno-motorycznych, które kontrolują ruch i postawę.
Obraz ciała może obejmować świadome postrzeganie własnego wyglądu fizycznego. Tak właśnie postrzegają siebie osoby, wyobrażając sobie siebie w umyśle lub widząc siebie w lustrze. Obraz ciała różni się od schematu ciała, ponieważ percepcja różni się od ruchu. Obaj mogą być zaangażowani w działanie, zwłaszcza podczas uczenia się nowych ruchów.