Dołącz do czytelników
Brak wyników

Mózg i umysł , Laboratorium

12 lutego 2016

Oszukać ciało

108

Skąd wiesz, że twoja ręka jest twoja? Pytanie wydaje się niedorzeczne. Tego jednego przecież możemy być pewni: poczucia swego ciała. Czyżby? Dlaczego więc tak łatwo ulegamy iluzji, że mamy gumową rękę albo dodatkową nogę? Albo że opuszczamy swoje ciało i patrzymy na siebie z góry...

Wyobraź sobie, że siadasz przy stole, na którym leżą cztery dość zaskakujące przedmioty: parawan, gumowy model ręki oraz dwa pędzelki. Eksperymentator prosi cię, abyś schował swoją rękę za parawanem i zakrywa ją materiałem tak, żebyś jej nie widział. Następnie kładzie przed tobą sztuczną rękę w miejscu, gdzie pewnie leżałaby twoja ręka, gdybyś nie ukrył jej wcześniej za parawanem. Sytuacja wygląda tak, jak na zdjęciu obok. Następnie osoba prowadząca badanie bierze do ręki pędzelki i zaczyna jednocześnie, w tym samym tempie, głaskać twoją rękę za parawanem i sztuczną rękę leżącą przed tobą. Okazuje się, że zaledwie po dziesięciu minutach takiej manipulacji zaczynasz traktować gumową rękę jak własną. Doświadczasz iluzji gumowej ręki (rubber hand illusion).

Moja obca ręka

Efekt zaobserwowany w pionierskich badaniach, przeprowadzonych w 1998 roku przez Matthew Botvinicka z Center for Cogni[-]tive Neuroscience, University of Pennsylvania, i Jonathana Cohena z Princeton Neuroscience Institute, Princeton University, zapoczątkował lawinę eksperymentów.

Próbowano określić, jak dochodzi do powstania tej zaskakującej iluzji. Jak to możliwe, że tak łatwo można zaburzyć percepcję ciała u zdrowych osób? Jaki jest mechanizm powstawania świadomości samego siebie? Dziś jesteśmy trochę bliżej odpowiedzi na te pytania.

Aby zrozumieć przyczyny złudzenia gumowej ręki, należy przyjrzeć się, jak je wywołano. U badanego dochodzi do konfliktu pomiędzy zmysłami, w szczególności między informacjami wzrokowymi i dotykowymi. Iluzja powstaje, gdy równocześnie takim samym pędzelkiem i w tym samym miejscu dotykane są obie ręce – ta gumowa, którą badany widzi, i ta prawdziwa, ukryta przed jego wzrokiem. Badany czuje dotyk na swojej ręce, lecz widzi go na ręce gumowej. Naukowcy uważają, że dzięki mechanizmom integracji sensorycznej dane z obu zmysłów są scalane w spójne doświadczenie i w rezultacie gumowa ręka zaczyna być traktowana jak własna. Wystarczy minuta synchronicznej stymulacji, by wywołać ten efekt! Kiedy stymulacja trwa dłużej, iluzja pojawia się i znika. Natomiast gdy stymulacja obu rąk nie jest zsynchronizowana, iluzja nie powstaje.

Skąd wiadomo, czy osoba badana rzeczywiście doświadcza iluzji gumowej ręki? Często badacze polegają na relacjach osób badanych, które mówią, co czują. Ale wykorzystuje się też obiektywne miary, na przykład tzw. dryf proprioceptywny, czyli zmianę w ocenie umiejscowienia ręki w odniesieniu do reszty ciała. Okazuje się, że osobom ulegającym iluzji wydaje się, że ich prawdziwa ręka jest bliżej tej gumowej niż w rzeczywistości.

Wyniki eksperymentów prowadzonych przez zespół Lorimera Moseleya z Londynu sugerują, że pod wpływem iluzji gumowa ręka odczuwana jako własna przejmuje miejsce rzeczywistej kończyny w schemacie ciała. Fizyczna ręka jest wówczas w pewnym sensie traktowana jak obca; w efekcie staje się chłodniejsza, bo mniej krwi przez nią przepływa. A kiedy eksperymentator zadaje cios w gumową rękę, większość badanych odruchowo odsuwa rękę prawdziwą, jakby to ona została naprawdę zaatakowana. Niektórzy mówią wręcz, że czują w niej ból.

Nowa, lepsza noga

Mam przecież tylko dwie ręce! – wołamy czasem zniecierpliwieni, gdy ktoś oczekuje od nas zbyt dużo. A szkoda, przydałaby się dodatkowa ręka. Wyniki najnowszych badań nad powstawaniem schematu ciała sugerują, że być może już wkrótce posiadanie trzeciej ręki przestanie być wyłącznie wytworem wyobraźni. Zespół dr. Henrika Ehrssona, neurobadacza z Karolinska Institutet, przeprowadził niedawno eksperyment, w którym udało się wywołać u badanych iluzję posiadania dodatkowej, trzeciej ręki. Wykorzystano procedurę zbliżoną do tej używanej w eksperymencie z gumową ręką, ale tym razem ręka prawdziwa nie była schowana.

Badani mieli poczucie, że gumowa ręka należy do nich, a zarazem nie pojawił się efekt „odrzucania” ręki prawdziwej ze schematu ciała. W efekcie obie ręce – gumowa i prawdziwa – traktowane były tak samo. Sugeruje to, że schemat naszego ciała jest znacznie bardziej elastyczny, niż dotychczas sądzono. Prawdopodobnie w przyszłości możliwe będzie posługiwanie się dodatkową bioniczną (tj. mechaniczną, lecz maksymalnie upodobnioną do biologicznej) kończyną, która poda nam pomocną dłoń, gdy posiadane dwie nie wystarczą. Taka ręka nie będzie traktowana wyłącznie jak narzędzie, lecz wcielimy ją do schematu naszego ciała. Stanie się jego częścią i tak będziemy ją odczuwać.

Choć brzmi to jak pomysł z powieści science fiction, prace zespołu pod kierownictwem neurologa Leigha Hochberga z Massachusetts General Hospital, dotyczące ramion robotycznych sterowanych myślami z wykorzystaniem interfejsów mózg–komputer pokazują, że wizje te wkrótce uda się wcielić [sic!] w życie.

Ale czy będzie to w dalszym ciągu nasze ciało? Wtedy naprawdę pojawi się problem: czyja jest moja ręka lub noga? Już teraz zaawansowanie technologiczne protez pozwala przełamać dawne podziały. W ubieg[-]łorocznej olimpiadzie w Londynie wystartował Oscar Pistorius – biegacz południowoafrykański, który porusza się na protezach. Pistorius już jako niemowlę stracił obie nogi z powodu wad wrodzonych. Ale mimo to, dorastając, intensywnie uprawiał sport: rugby, tenis, boks i zapasy. A przede wszystkim biegał, bijąc wszystkie rekordy na paraolimpiadach.

W 2007 roku na mityngu IAAF wystąpił jako pierwszy niepełnosprawny biegacz rywalizujący ze sprawnymi zawodnikami. Wzbudziło to zastrzeżenia niektórych ekspertów: ich zdaniem używane przez biegacza protezy z włókna węglowego dają mu przewagę nad w pełni sprawnymi zawodnikami. Ale Trybunał Arbitrażowy przy MKOl-u wziął stronę Pistoriusa i mógł on wystartować na igrzyskach w Pekinie i zeszłorocznych w Londynie. Pytanie jednak: co wtedy, gdy sztuczne kończyny okażą się z czasem lepsze niż te, w które wyposażyła nas natura?!

Obce ciało

Iluzje dotyczą, rzecz jasna, nie tylko ręki. Już w 1899 roku George Malcolm Stratton, jeden z pionierów eksperymentalnego podejścia w psychologii, wykorzystując mechanizm z luster własnej konstrukcji, wywołał mylne poczucie ułożenia i zlokalizowania ciała w przestrzeni. Później jednak przez lata brakowało narzędzi do badania tego rodzaju iluzji. Sytuacja zmieniła się wraz z pojawieniem się wirtualnej rzeczywistości. Dzięki wykorzystaniu hełmów do projekcji grafiki trójwymiarowej (head-
-mounted display, HMD) oraz zestawu kamer można było dokonać interesujących manipulacji w percepcji nie tylko własnej ręki, ale całego ciała.

Jak to się robi? Osoba badana zakłada hełm HMD. Za jego pomocą widzi obraz z dwóch kamer umieszczonych na...

Ten artykuł dostępny jest tylko dla Prenumeratorów.

Sprawdź, co zyskasz, kupując prenumeratę.

Zobacz więcej

Przypisy