Восприятие «отсутствующего пальца» у здоровых людей
половина участников сообщила о том, что у них отсутствует один из пальцев на ногах
Нела Чичмил (Nela Cicmil), Джон Ф. Штайн (John F. Stein), Оксфордский университет, Великобритания, Ахим П. Мейер (Achim P. Meyer), Университета Гумбольдта, Германия, "Тактильная агнозия пальцев ног и восприятие «отсутствующего пальца» у здоровых людей", "Восприятие" (Perception), 45(3), стр. 265–280, 2016.
Введение Аномальное восприятие тела является признаком многих неврологических и психиатрических заболеваний, включая соматопарафрению и асоматогнозию, связанные с инсультом, фантомные боли конечностей после ампутации и нарушение образа тела у пациентов с расстройствами пищевого поведения. Пальцевая агнозия, неспособность различать пальцы, особенно без помощи зрения, является основным симптомом синдрома Герстманна, наряду с лево-правой агнозией, акалькулией и аграфией.
Основываясь на недавних исследованиях случаев, в которых пациенты с синдромом Герстманна испытывали дополнительные трудности с тактильной идентификацией пальцев ног, было предложено расширить определение «пальцевой агнозии» до «цифровой агнозии» в определении синдрома Герстманна. Но в какой степени даже обычные здоровые люди способны идентифицировать пальцы ног на ощупь? Можно было бы ожидать, что идентификация пальцев ног на ощупь сложнее, чем пальцев рук. Эволюция Homo sapiens привела к прямохождению и развитию тонкого сенсомоторного контроля рук, необходимого для точного манипулирования орудиями.
Это отражено в крупных представлениях рук и пальцев в соматосенсорном гомункулусе. Наряду с проприоцепцией в лодыжках, бедрах и позвонках, независимый контроль большого пальца ноги способствует поддержанию равновесия на двух ногах. Однако меньшие пальцы ног, как правило, двигаются как единое целое, и стопы в целом занимают меньшую долю соматосенсорной карты. Хотя базовая способность типичных здоровых людей идентифицировать свои пальцы ног на ощупь остаётся неясной, предыдущие исследования указывают на высокий уровень ошибок при тактильном гнозисе пальцев ног у детей и взрослых.
Использование стоп для выполнения тонких сенсомоторных задач улучшает тактильную идентификацию, возможно, за счёт зависящих от использования изменений в первичной соматосенсорной коре. Это отражает общий принцип, по которому нервная система может изменять свою функциональную организацию на основе обучения и опыта. В двух предыдущих исследованиях субъективное соответствие между пальцами рук и ног изучалось путем того, что здоровых добровольцев просили двигать соответствующим пальцем при прикосновении к определенному пальцу ноги.
Было обнаружено, что при стимуляции большого пальца ноги в ответ двигался второй палец; аналогично, стимуляция второго пальца ноги была связана с движением третьего пальца, а третьего пальца ноги — с движением четвертого пальца. Однако неясно, в какой степени эта закономерность обусловлена тактильной неверной идентификацией пальцев ног или особенностью субъективного соответствия между пальцами ног и рук. Несмотря на эту интригующую закономерность результатов и их связь с тем, как цифры могут быть представлены в мозге, тактильная идентификация пальцев ног до конца не изучена.
В настоящем исследовании мы подробно охарактеризовали эффективность тактильной идентификации пальцев ног у типичных здоровых взрослых. Мы показали, что системное смещение направления идентификации возникает для второго и третьего пальцев ног при отсутствии явного соответствия между пальцами ног и рук. Неожиданно протокол стимуляции был связан с зарегистрированным субъективным восприятием «отсутствующего пальца» или «отсутствующего пространства» почти у половины здоровых людей. Смещение направления выражено сильнее для неведущей ноги по сравнению с ведущей и существенно зависит от идентичности ранее стимулированного пальца ноги. Мы количественно оцениваем частоту ошибок и степень смещения направления на уровне отдельного участника и в группе здоровых добровольцев, с которыми можно сравнивать будущие предполагаемые агнозии пальцев при неврологических синдромах, таких как синдром Герстманна. На основании этих результатов мы предлагаем комбинацию новых механизмов восприятия, которые могут объяснить смещение направления и связанную с ним иллюзию «отсутствующего пальца».
Участники Было отобрано 19 участников, медианный возраст составил 24 года. У всех типичные конечности, и в анамнезе отсутствовали неврологические заболевания, заболевания периферических нервов или травмы головного мозга.
Задача тактильной идентификации пальцев Перед началом эксперимента оценили доминирование руки и ноги у каждого человека с помощью Эдинбургского опросника ведущей руки и Ватерлооского опросника ведущей ноги. Экспериментальный протокол состоял из тактильной стимуляции пальцев ведущей руки и ноги. Кратковременное плотное давление (сила контакта: 15–20 г; продолжительность 0,5 с) прикладывалось кончиком пальца тестирующего к гладкой коже в центре дистального кончика пальца участника. Каждый участник проходил индивидуальное тестирование в лабораторных условиях, удобно идя на стуле, не скрещивая ноги, босые ступни стояли на полу. Для стимуляции пальцев рука располагалась плашмя ладонью вниз на поверхности стола с полностью приведенными пальцами.
Глаза участников были закрыты во время стимуляции пальцев, им сказано держать пальцы совершенно неподвижно. Контакт со стимуляцией не приводил к какому-либо видимому движению пальца, кроме нажатия на кожу. Каждому пальцу присвоен идентификационный номер (ID пальца) от 1 до 5, начиная с большого пальца руки и большого пальца ноги. За один сеанс стимулировался один палец. Участнику поручено отвечать после каждой стимуляции, быстро и точно устно идентифицируя свое первое впечатление о том, какой палец был стимулирован.
Ответы обычно давались в течение 1-3 секунд после стимуляции, и общая стимуляция применялась со скоростью 15-20 сеансов в минуту. Протокол включал 2 блока стимуляции пальцев рук и 3 блока стимуляции пальцев ног; каждый блок содержал 50 попыток. Таким образом, каждый палец стимулировался в общей сложности 20 раз, а каждый палец ноги – 30 раз на участника. Для подгруппы из 10 случайно выбранных участников также выполнялось 3 блока стимуляции пальцев ног на недоминантной ноге.
В промежутках (3 мин) между блоками стимуляции участникам разрешалось открывать глаза и предлагалось прокомментировать свой опыт выполнения задания, задавая открытый вопрос: «Как вы нашли этот блок?» Индекс направленности (DI) рассчитывался для каждого пальца путем вычисления среднего значения идентификационных значений, полученных в ответ на стимуляцию, и вычитания из него идентификационного номера пальца.
Результаты Точность и смещение направления тактильной идентификации пальцев ног.Проводили тактильную стимуляцию кончиков пальцев рук и ног 19 здоровых испытуемых с закрытыми глазами. В целом по группе доля правильных тактильных идентификаций составила более 0,99 для всех пальцев рук и более 0,94 для пальцев 1 (большого) и 5 (мизинца), но была низкой для средних пальцев 2, 3 и 4: доля правильных ответов составила 0,57, 0,60 и 0,79 соответственно. Точность идентификации у разных людей варьировалась от 0,20 до 0,90 для пальца ноги 2, от 0,20 до 0,90 для пальца ноги 3 и от 0,40 до 1,0 для пальца ноги 4.
Однако ошибки идентификации среднего пальца ноги не были случайными, так что он с одинаковой вероятностью мог быть спутан с любым другим пальцем ноги. Также не было одинаковой вероятности спутать средние пальцы ног с их медиальными и латеральными соседями. Вместо этого ошибочные ответы на стимуляцию пальца ноги 2 в подавляющем большинстве ошибочно идентифицировали его как палец ноги 3, а ошибочные ответы на палец ноги 3 в подавляющем большинстве ошибочно идентифицировали его как палец ноги 4. Для каждого пальца каждого участника мы рассчитали индекс целостности (DI), который показал, были ли ошибочные ответы идентификации преимущественно смещены в медиальном направлении (DI < 0) или латеральном направлении (DI > 0), или же они были несмещены (DI = 0). Средние значения DI для пальцев 2 и 3 составили 0,45 и 0,28 соответственно и достоверно отличались от 0 при сравнении с другими людьми. Это демонстрирует значительное смещение направления при тактильной ошибочной идентификации пальцев 2 и 3 в сторону латерального направления. У разных людей значения DI варьировались от 0,10 до 0,83 для пальца 2 и от 0,10 до 0,80 для 3.
Только для пальцев ног 2 и 3 наблюдалось устойчивое смещение в определении направления движения в масштабах всей группы. Для пальца ноги 4 также наблюдалась высокая доля ошибочных ответов (>20%), но средний DI составил 0,037 и статистически не отличался от нуля по всей группе. Однако для пальца ноги 4 индивидуальные значения DI варьировались от 0,3 до 0,6, что свидетельствует о наличии у некоторых испытуемых смещения направления движения, приводящего к неправильному определению пальца ноги 4 как в медиальном, так и в латеральном направлении. Поскольку для пальцев ног 1 и 5 было допущено очень мало ошибок, для всех испытуемых средние значения DI были близки или равны 0.
Таким образом, большинство людей не могут отличить свои пальцы ног, не посмотрев. Некоторые здоровые люди могут «потерять» палец на ноге, если закрыть глаза. Хотя большинство из нас предполагает, что у нас есть довольно хорошее представление о различных частях нашего тела, исследования показывают, что у нас могут быть проблемы с отличием пальцев ног друг от друга — что влияет на то, как мозг воспринимает наше тело.
Доктор Нела Цикмил (кафедры физиологии, анатомии и генетики Оксфордского университета) сказала: Результаты подтвердили некоторые ранние исследования, которые предполагали, что людям может быть сложнее различать пальцы ног, чем пальцы рук. Люди могли правильно определить стимулируемый палец руки в 99% случаев. Для больших и маленьких пальцев ног этот показатель снизился до 94%. Но для средних пальцев — 57, 60 и 79%.
Ключевой вопрос заключался в различии между 2 и 3 пальцами (пальцами рядом с большим пальцем).
Способность людей правильно распознавать свои пальцы на ногах была разной. Все тестируемые испытывали некоторую путаницу, и никто не мог определить правильный палец. Когда пальцы ноги были ошибочно идентифицированы — явление, известное как «агнозия», — также проявилась явная закономерность. Считалось, что второй палец относится к третьему. Третий палец был ошибочно идентифицирован как четвёртый. Проблема стала особенно заметной, когда тестировали недоминирующую стопу (то есть левая нога для правши и наоборот). Люди чаще испытывали агнозию для недоминантной стопы, чем для доминантной.
Неожиданно, чуть менее половины участников сообщили о том, что у них отсутствует один из пальцев на ногах.
Нела Чикмил сказала: Мы знаем о медицинских состояниях, которые могут привести к потере чувствительности одного из пальцев. Люди, которых здесь тестировали, были здоровы, но некоторые сообщали о ощущении отсутствия пальца ноги. Мы предложили модель, в которой вместо того, чтобы ощущать каждый палец отдельно, мозг просто видит пять блоков. Промежутки между настоящими пальцами не соответствуют границам этих блоков.
Команда утверждает, что исследование применимо для проверки повреждений мозга, поскольку ошибки в идентификации пальцев ног могут быть нормой. Врачи должны ожидать ошибок и сравнивать редкие ошибки с той, что встречается у здоровых людей, чтобы убедиться, что она хуже, чем в общей популяции. Результаты также могут помочь лучше понять состояния, приводящие к агнозии или другим неправильным представлениям о нашем собственном теле, например, при нервной анорексии.
08.12.2025
Комментарий:
Шнобелевская премия 2018 химия
Португальцы из Института Хосе де Фигейредо измерили степень, в которой слюна человека является хорошим чистящим средством, для оценки чистящих свойств слюны специалисты наносили слюну на позолоченные скульптуры 18 века подробнее
Шнобелевская премия 2015 менеджмент
Ученые установили, что многие лидеры бизнеса приобрели в детстве любовь к риску, когда они испытали стихийные бедствия (например, землетрясения, извержения вулканов, цунами, лесные пожары, бомбардировки), если для них это не повлекло страшные последствия подробнее