Contribution of proprioception to determining coordinates in anatomical and external reference frames during tactile localization
Cette étude démontre que la proprioception contribue différemment à la localisation des stimuli tactiles dans les référentiels anatomiques et externes, l'influence spécifique des signaux proprioceptifs sur les deux systèmes de coordonnées variant en fonction de la direction prévue du mouvement de préhension.
Article original sous licence CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Ceci est une explication générée par l'IA d'un preprint qui n'a pas été évalué par des pairs. Ce n'est pas un avis médical. Ne prenez pas de décisions de santé basées sur ce contenu. Lire la clause de non-responsabilité complète
Chaque fois que vous frôlez une table ou que vous ressentez une brise sur votre peau, votre cerveau effectue un calcul rapide et invisible. Il doit répondre à deux questions distinctes : premièrement, où sur votre corps le toucher a-t-il eu lieu, et deuxièmement, où se situe ce point dans la pièce qui vous entoure ? Pour résoudre la première question, le cerveau utilise une carte interne du corps, un système qui connaît la distance entre vos articulations et votre poignet, quel que soit votre mouvement. Pour résoudre la seconde, il doit traduire cette carte corporelle dans le langage du monde extérieur, en tenant compte de l'endroit où votre bras est actuellement dirigé. Ce processus de traduction est essentiel pour interagir avec l'environnement, pourtant les scientifiques débattent depuis longtemps de la manière dont le cerveau combine la sensation de toucher avec le sens de la position de vos membres dans l'espace, un sens connu sous le nom de proprioception. S'il est clair que connaître la position de votre bras vous aide à localiser un toucher, il reste incertain si le cerveau utilise cette même information positionnelle de la même manière lorsqu'il s'agit de déterminer où un toucher se trouve sur votre peau par rapport à l'endroit où il se trouve dans la pièce.
Une équipe de chercheurs de l'Université métropolitaine d'Osaka s'est donné pour mission de démêler cette relation en observant comment le cerveau gère ces deux tâches pendant qu'une personne est en mouvement. Ils ont recruté dix-huit adultes sains pour effectuer une tâche simple d'atteinte. Les participants étaient assis à une table et tendaient le bras pour toucher un point cible spécifique qui apparaissait brièvement à la surface. Tandis qu'ils déplaçaient leur main vers la cible, un petit dispositif fixé au dos de leur main délivrait une brève tapotement d'un cinquième de seconde. Immédiatement après avoir touché la cible, les participants fermaient les yeux et ramenaient leur main vers l'endroit où ils avaient senti ce tapotement. Ils indiquaient ensuite verbalement quel dispositif spécifique de leur main avait été activé. Cela permettait aux chercheurs de mesurer deux choses : la perception du toucher par rapport à la main, et la perception de l'emplacement du toucher dans la pièce.
Pour tester comment le cerveau utilise la position du corps pour effectuer ces jugements, les chercheurs ont introduit un trucage. Ils ont attaché un dispositif vibrant au muscle biceps du bras droit des participants. Cette vibration ne ressemble pas à une vibration ; elle trompe plutôt les terminaisons nerveuses du muscle en leur envoyant le signal que le muscle s'étire et s'allonge. Puisque le biceps est responsable de la flexion du coude, ce faux signal crée l'illusion que le bras s'étend plus loin qu'il ne le fait réellement. Les chercheurs ont appliqué cette vibration pendant le mouvement d'atteinte et ont observé comment elle déformait les réponses des participants. Ils ont découvert que l'illusion de l'étirement du bras provoquait un décalage constant dans la façon dont les gens localisaient le toucher sur leur peau. En tendant le bras vers des cibles à différents angles, les participants sentaient systématiquement que le toucher s'était produit plus loin vers leurs doigts qu'il ne l'avait réellement fait. Cela suggère que le cerveau s'appuie fortement sur les signaux proprioceptifs pour déterminer où se trouve un toucher sur le corps lui-même.
Cependant, l'histoire change quand les chercheurs ont examiné l'endroit où les participants pensaient que le toucher se trouvait dans la pièce. Ici, l'effet de la vibration n'était pas un décalage simple et constant. Au lieu de cela, la direction de l'erreur dépendait entièrement de l'angle vers lequel la personne tendait le bras. Lorsque les participants tendaient le bras vers une cible légèrement à droite, la vibration leur donnait l'impression que le toucher s'était produit plus en arrière dans l'espace. Mais quand ils tendaient le bras vers une cible à un angle différent, la même vibration leur donnait l'impression que le toucher était plus en avant. Ce résultat complexe, dépendant de l'angle, indique que le cerveau ne se contente pas de copier la localisation du toucher basée sur le corps pour la coller dans le monde extérieur. Au contraire, le processus de traduction du toucher de la carte corporelle vers la carte de la pièce implique un calcul distinct et dynamique qui change en fonction du mouvement spécifique qui est planifié.
L'étude conclut que si le cerveau utilise la proprioception pour construire une carte stable du corps, il utilise cette même information différemment pour placer ce corps dans le monde. La façon dont le cerveau intègre la sensation de la position du bras avec la commande de mouvement varie selon la direction de l'atteinte. Cela signifie que le sens interne de la position de votre corps et le sens externe de la position de votre corps dans l'espace ne sont pas régis par une règle unique et rigide. Au lieu de cela, le cerveau ajuste constamment la manière dont il pondère ces signaux, adaptant ses calculs à la tâche motrice spécifique en cours. Ces découvertes offrent une image plus claire du processus sophistiqué et multi-étapes qui nous permet de naviguer dans le monde avec nos mains, révélant que la carte de notre corps et la carte de notre environnement sont mises à jour par des règles différentes, bien qu'interconnectées.
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