Bodily Self-Perception During Vestibular Galvanic Stimulation in Virtual Reality: A Replication and Extension of Karnath et al. (2019)

Per navigare nel mondo, i nostri cervelli devono costruire costantemente una mappa mentale del nostro stesso corpo. Dobbiamo sapere dove finiscono le nostre braccia e dove iniziano le nostre gambe, non solo per evitare di urtare oggetti, ma per comprendere il nostro posto nello spazio. Questo senso interno di sé si affida a un complesso team di sensori. Usiamo gli occhi per vedere la nostra forma e usiamo sensori speciali nei nostri muscoli e nelle nostre articolazioni per percepire la nostra posizione. Ma c'è un terzo membro, spesso trascurato: il sistema vestibolare. Situato in profondità all'interno dell'orecchio interno, questo sistema agisce come il giroscopio integrato del corpo, rilevando i movimenti della testa e l'orientamento rispetto alla gravità. Sebbene sappiamo che questo sistema è vitale per l'equilibrio, gli scienziati si sono a lungo chiesti se esso aiuti anche a decidere quanto sembrino grandi le nostre parti del corpo. L'orecchio interno contribuisce alla sensazione che il nostro braccio abbia una certa lunghezza, o è un compito puramente affidato ai nostri occhi e ai nostri muscoli?

Un recente studio si è proposto di testare questa connessione cercando di ingannare l'orecchio interno e osservando se il cervello avrebbe cambiato idea sulla dimensione del corpo. I ricercatori si sono concentrati su una tecnica chiamata stimolazione vestibolare galvanica, che consiste nel posizionare piccoli elettrodi dietro le orecchie per inviare una corrente elettrica molto lieve attraverso la pelle. Questa corrente disturba delicatamente i segnali che l'orecchio interno invia al cervello, creando una sensazione di movimento o inclinazione anche quando la persona è perfettamente immobile. In un esperimento precedente, gli scienziati avevano utilizzato questo metodo in un ambiente di realtà virtuale e avevano scoperto che la stimolazione non cambiava la percezione della lunghezza delle braccia delle persone, sebbene avessero notato una curiosa differenza tra il lato sinistro e quello destro del corpo. Il nuovo studio mirava a ripetere quel lavoro con un gruppo più numeroso di persone, utilizzando correnti più forti e diversi tipi di segnali elettrici per vedere se una spinta più decisa all'orecchio interno avrebbe finalmente prodotto un cambiamento nella percezione del corpo.

Ventidue volontari sani hanno partecipato all'esperimento, seduti su una sedia reclinabile mentre indossavano un visore per la realtà virtuale di alta qualità. All'interno del visore, vedevano una versione digitale di se stessi, un avatar che era stato regolato per corrispondere alla loro altezza e alla lunghezza delle braccia reali. Il compito era semplice ma preciso: i ricercatori mostravano il braccio virtuale leggermente più lungo o più corto del braccio reale della persona, e il partecipante doveva dire se lo sentiva troppo lungo o troppo corto. I ricercatori poi regolavano il braccio virtuale finché il partecipante non sentiva che corrispondeva al proprio. Questo processo veniva ripetuto molte volte sotto diverse condizioni. A volte i partecipanti non ricevevano alcuna corrente elettrica, fungendo da base di controllo. Altre volte, ricevevano una corrente elettrica costante e diretta, o una corrente che oscillava rapidamente avanti e indietro, a due diversi livelli di intensità. L'obiettivo era vedere se la stimolazione elettrica avrebbe fatto sentire il braccio virtuale come se dovesse essere più lungo o più corto per corrispondere al proprio senso interno del corpo.

I risultati sono stati chiari e coerenti. Indipendentemente dalla forza della corrente elettrica, o che fosse costante o oscillante, i partecipanti non hanno cambiato la loro percezione della lunghezza del braccio. Il braccio virtuale che sembrava "giusto" rimaneva della stessa dimensione sia che l'orecchio interno venisse stimolato, sia che non lo fosse. Lo studio ha anche cercato un modello specifico riscontrato nella ricerca precedente, in cui le persone tendevano a sovrastimare la lunghezza del braccio destro più di quello sinistro. Questa volta, tale schema non è apparso; il braccio destro e quello sinistro sono stati percepiti con uguale precisione. Sebbene la stimolazione elettrica abbia causato in alcuni partecipanti una lieve sensazione di vertigine o la sensazione che la testa o il corpo si stessero muovendo, queste sensazioni fisiche non si sono tradotte in un cambiamento nel modo in cui percepivano le dimensioni delle proprie braccia.

I ricercatori hanno concluso che, almeno in questa configurazione, l'orecchio interno non sembra giocare un ruolo diretto nel determinare la dimensione percepita delle nostre membra. Anche quando il sistema vestibolare era attivamente confuso da forti segnali elettrici, il cervello si affidava ad altre informazioni, probabilmente indizi visivi e alla memoria di come il corpo solitamente si sente, per giudicare la dimensione. Lo studio suggerisce che l'influenza dell'orecchio interno sull'immagine corporea potrebbe essere molto più piccola di quanto precedentemente ipotizzato, o che sia facilmente sovrastata dagli altri sensi del cervello in persone sane. Sebbene l'esperimento non abbia trovato il drammatico cambiamento nella percezione corporea che alcune teorie prevedevano, ha fornito un'analisi solida e dettagliata di come il cervello gestisce i segnali contrastanti. Ha dimostrato che, quando l'orecchio interno invia un messaggio falso sul movimento, il cervello non riscrive necessariamente la mappa del corpo, mantenendo stabile il senso delle nostre dimensioni anche quando il nostro senso del movimento è agitato.