El cerebro percibe el tacto fuera del cuerpo.
El neurocientífico cognitivo Luke Miller se sorprendió al darse cuenta de algo extraño mientras jugaba con las barras de las cortinas en su apartamento. Cuando golpea un objeto con un palo, incluso sin mirar, puede decir dónde toca, como una extensión sensorial de su cuerpo. «Fue un poco raro», recordó haber pensado Miller. «Así que fui [to the lab], jugamos con él en el laboratorio. »
La percepción del tacto a través de herramientas no es un concepto nuevo, aunque no se ha estudiado de forma exhaustiva. En el siglo XVII, el filósofo René Descartes discutió la capacidad de las personas ciegas para percibir su entorno a través de un bastón. Si bien los científicos han estudiado ampliamente el uso de herramientas, generalmente se enfocan en cómo las personas mueven las herramientas. «Ignoran en gran medida los aspectos sensoriales del uso de herramientas», dijo Miller.
en un 2018 naturaleza En el estudio, Miller de la Université Claude Bernard Lyon 1 en Francia y sus colegas informan que los humanos son muy buenos para ubicar dónde un objeto está en contacto con una herramienta manual solo con el tacto, como si el objeto se estuviera tocando a sí mismo. igual que la piel. Las herramientas no están inervadas como nuestra piel, entonces, ¿cómo sabe nuestro cerebro cuándo y dónde se toca?Los resultados de un estudio de seguimiento, publicado en diciembre en Biología actual, Se reveló que las regiones del cerebro involucradas en la percepción del tacto físico lo procesan de manera similar. «La herramienta se ve como una extensión sensorial de su cuerpo», dijo Miller.
En el experimento original, los investigadores pidieron a 16 sujetos diestros que identificaran dónde sintieron el toque de un palo de madera de un metro de largo. En un total de 400 ensayos, cada sujeto comparó la ubicación de dos toques en la barra: si se sintieron en diferentes lugares, el participante no respondió. Si estaban en la misma posición, las personas del estudio usaban el pedal para indicar si el toque estaba cerca o lejos de su mano. Incluso sin ninguna experiencia en el uso del dispositivo o comentarios sobre su desempeño, los participantes lograron una tasa de precisión promedio del 96 por ciento.
Durante el experimento, los investigadores registraron la actividad cortical cerebral de los sujetos usando electrodos en el cuero cabelludo y encontraron que la corteza cerebral procesaba rápidamente donde se tocaba la herramienta. En dos ensayos consecutivos de tocar la barra en el mismo lugar, se suprimieron significativamente las respuestas neuronales en las regiones del cerebro que previamente se demostró que reconocen el contacto físico, incluida la corteza somatosensorial primaria (táctil) y la corteza parietal posterior.
La evidencia sugiere que cuando los mismos estímulos se presentan repetidamente en las regiones sensoriales del cerebro, se suprimen las respuestas de las poblaciones neuronales subyacentes. Esta inhibición de la repetición se puede medir y utilizar como una «marca de tiempo» para indicar cuándo se recuperó el estímulo en el cerebro.
Cuando el equipo probó a algunos de los mismos sujetos con el brazo en lugar de la barra, observó una inhibición de repetición similar en la misma región del cerebro en escalas de tiempo similares. Después del contacto de la barra y el brazo, la corteza somatosensorial se suprimió en 52 milisegundos (alrededor de una vigésima parte de un segundo). A los 80 ms, esta inhibición de la actividad se extendió por toda la corteza parietal posterior. Alessandro Farnè, neurocientífico del Centro de Investigación de Neurociencias en Lyon, Francia, y autor principal de ambos estudios, dijo que estos resultados sugieren que los mecanismos neuronales que detectan la ubicación táctil en una herramienta «no son los mismos que en su propio cuerpo». El mecanismo por el cual se produce un toque de localización es muy similar».
Curiosamente, la varilla vibró durante unos 100 milisegundos después de cada contacto, dijo Miller. «Entonces, para cuando la barra termina de vibrar en la mano, ha extraído la posición hace decenas de milisegundos», agregó. Las vibraciones en la barra son detectadas por sensores táctiles llamados receptores Pacini incrustados en nuestra piel, que luego transmiten señales nerviosas a la corteza somatosensorial. Las simulaciones por computadora de la actividad de Pacini en la mano muestran que la información sobre la ubicación del contacto de la barra se puede extraer de manera eficiente en 20 milisegundos.
Las vibraciones en el stick pueden proporcionar información crítica necesaria para el posicionamiento táctil. Repitiendo el mismo experimento con la varilla, los investigadores evaluaron a una paciente que había perdido la propiocepción en su brazo derecho, lo que significa que no podía sentir la posición de su extremidad en el espacio. Sin embargo, todavía podía sentir el toque de la superficie, y cuando sostenía el palo con ambas manos, pudo ubicar la ubicación del contacto y tuvo una actividad cerebral similar a la de los pacientes sanos durante la tarea. El hallazgo «muestra de manera muy convincente que las vibraciones emitidas a través del tacto sobreviven en los pacientes lo suficiente como para permitir que el cerebro localice el contacto en la barra», dijo Farnè.
En conjunto, estos resultados muestran que las personas pueden usar los mismos procesos neuronales para localizar herramientas táctiles de manera rápida y eficiente para detectar el contacto en el cuerpo. Si bien Farnè enfatizó que nadie en el estudio pensó que la herramienta se había «convertido en parte de su propio cuerpo», dijo que el trabajo mostró que los sujetos experimentaron una encarnación sensorial, «en la que el cerebro vuelve a sintonizar el procesamiento de objetos al reutilizar lo que sabe». cuerpo.»
«Es un trabajo muy hermoso, completo y reflexivo», dijo Scott Frey, neurocientífico cognitivo de la Universidad de Missouri que estudia neuroprótesis. Frey, que no participó en estos estudios, cree que los resultados podrían ayudar a informar mejores diseños de prótesis, ya que sugiere que «los objetos sin sentido podrían ser la forma de detectar y transmitir información del mundo al sistema somatosensorial», dice. «Creo que no es algo en lo que la gente de la comunidad de diseño de prótesis haya pensado realmente. Pero tal vez sea una señal de que deberían hacerlo. Es una idea genial y novedosa que puede surgir».
