Per tal d'actuar amb èxit en el món i obtenir els nostres objectius, el cervell no només ha de processar la informació pertinent sobre l'entorn que ens envolta, sinó també emmagatzemar i actualitzar contínuament la posició, la rotació i la velocitat de les diferents parts del cos de l'individu. Una tasca simple, com interceptar una pilota, requereix una sèrie de processos paral·lels per ser orquestrats en els estats de processament del món extern i del món intern del cos. De fet, en alguns casos patològics aquesta coordinació no funciona correctament i els pacients perden el sentit de la propietat del seu cos. A més, aquest sentit de la propietat es pot manipular mitjançant el canvi sistemàtic de les entrades sensorials que rep el cervell.

 

 

El Grup de Recerca en Sistemes Sintètics, Perceptius, Emotius i Cognitius (SPECS) del Departament de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions (DTIC), dirigit pel professor ICREA Paul Verschure, ha realitzat un estudi publicat recentment a Scientific Reports que mostra la relació entre el sentit de la propietat del cos, la presa de decisions i el control motor, a través d'experiments conductuals amb individus sans.

 

Mitjançant la investigació, liderada per Klaudia Grechuta d'SPECS com a autora principal, s'observa que, després d'haver induït la propietat d'un braç fals a un individu, hi ha una resposta fisiològica marcada que fa que respongui a estímuls que l'amenacin, com un cop amb un martell o una ganivetada. Aquest efecte es produeix per un augment de la conductància de la pell, mesurada a través d'una resposta electrodèrmica.

 

En aquest sentit, el sentiment que el cos pertany a un mateix depèn de com coincideixi la representació interna del mateix cos amb la informació sensorial que rebem. El cervell, llavors, escull la millor opció per a establir la propietat del cos.

 

Les investigacions experimentals i clíniques realitzades suggereixen que els substrats neuronals per determinar la propietat del cos i els sistemes que controlen el motor fi estan acoblats anatòmicament, incloent estructures com ara escorces premotores ventrals, la unió temporal-parietal (TPJ) i l'ínsula. Els investigadors, d'aquesta manera, interpreten aquests resultats com la possibilitat que hi hagi un acoblament funcional entre la propietat del cos i la presa de decisions i l'execució motora.

 

En l'estudi posen a prova aquesta hipòtesi a través d'un paradigma conductual, investigant si diferents graus de propietat del cos induïts experimentalment poden modular els temps de resposta en una tasca motora simple. Aquesta modulació s'aconsegueix a través de l'alteració sistemàtica de la propietat d'un braç virtual utilitzant el paradigma Rubber Hand Illusion (RHI) a través de Realitat Virtual (VR).

 

Per això, els investigadors han ideat un protocol per induir experimentalment la propietat d'una mà virtual en subjectes sans. Posteriorment han determinat els temps de resposta en una tasca sensoriomotora en la qual es demanava als participants que proporcionessin respostes motores ràpides a estímuls sensorials pressionant un botó.

 

Els resultats han portat a confirmar que el grau de propietat d'una mà virtual depèn dels processos intermodals d'estimulació visuo-tàctil, mesurats subjectivament (autoinforme) i objectivament (Galvanic Skin Response, GSR). A més, s'ha observat un efecte fins ara no identificat sobre el rendiment mateix. Els subjectes amb la condició de propietat "alta" també han mostrat temps de reacció més ràpids quan havien de realitzar accions amb la mà virtual. Finalment, l'estudi també mostra, sorprenentment, que les modalitats sensorials tenen efectes variables sobre la inducció de la propietat. No només és important la congruència del feedback multimodal, sinó també veure quin és el pes dels estímuls sensorials que estan actuant. En aquest cas, la visió té un efecte més important que el tacte.

 

Aquesta recerca ha comptat amb el suport del Ministeri d'Economia, Indústria i Competitivitat espanyol, l'European Research Council i el Fons Social Europeu de la República Txeca. 

Les aplicacions del paradigma presentat podrien tenir rellevància en camps com la rehabilitació neurològica de pacients que hagin patit algun tipus d'accident cerebral. De fet, SPECS, el laboratori on s'han dut a terme aquests experiments, dirigit per Paul Verschure, té una llarga tradició en l'ús de la teoria del cervell i la realitat virtual en intervencions per a la reparació de danys cerebrals.

 

L'estudi actual pot millorar encara més aquestes intervencions en induir la propietat cap al cos virtual. A més, s'estan duent a terme estudis clínics addicionals per avaluar si el present mètode es pot aplicar a pacients amb accident cerebrovascular hemiparètic i si la propietat induïda mitjançant la realitat virtual pot influir més positivament en els processos de recuperació.

 

Aquest enfocament ha servit, per exemple, per desenvolupar el Rehabilitation Gaming System, una de les intervencions més avançades i efectives disponibles actualment en molts hospitals i centres de rehabilitació.

 

Treball de referència:

Grechuta K; Guga J; Maffei G; Ballester Rubio B i Verschure P. Visuotactile integration modulates motor performance in a perceptual decision-making task, Scientific Reports, 2017. DOI: 10.1038/s41598-017-03488-0