Niektórzy twierdzą, że kolejnym krokiem w ewolucji człowieka będzie integracja technologii z ciałem. Teraz badacze wykorzystali rzeczywistość wirtualną, aby sprawdzić, czy ludzie mogą odczuwać ucieleśnienie – poczucie, że coś jest częścią własnego ciała – w postaci protetycznych „ręk”, które przypominają pęsetę. Z 6 czerwca w czasopiśmie iScience donoszą, że uczestnicy badania odczuwali równy stopień ucieleśnienia dłoni pęsety, a także szybciej i dokładniej wykonywali zadania motoryczne w wirtualnej rzeczywistości niż wtedy, gdy byli wyposażeni w wirtualną ludzką rękę.
„Aby nasza biologia mogła płynnie łączyć się z narzędziami, musimy mieć poczucie, że narzędzia są częścią naszego ciała” – mówi pierwsza autorka i neurobiolog poznawczy Ottavia Maddaluno, która przeprowadziła prace na Uniwersytecie La Sapienza w Rzymie i IRCCS Fundacji Santa Lucia Viviana Betti. „Nasze odkrycia pokazują, że ludzie mogą postrzegać przeszczepione narzędzie jako integralną część własnego ciała”.
Poprzednie badania wykazały, że używanie narzędzi powoduje zmiany plastyczne w ludzkim mózgu, podobnie jak użycie antropomorficznych protez kończyn. Jednak otwartym pytaniem naukowym jest to, czy ludzie mogą ucieleśniać narzędzia bioniczne lub protezy, które nie przypominają ludzkiej anatomii.
Aby zbadać tę możliwość, badacze wykorzystali rzeczywistość wirtualną do przeprowadzenia serii eksperymentów na zdrowych uczestnikach. W środowisku wirtualnej rzeczywistości uczestnicy mieli albo ludzką dłoń, albo „bioniczne narzędzie” przypominające dużą pęsetę wszczepione na koniec nadgarstka. Aby sprawdzić swoje zdolności motoryczne i zręczność, uczestnicy zostali poproszeni o wybicie bąbelków określonego koloru (uszczypując je pęsetą lub między palcem wskazującym a kciukiem). W przypadku tego prostego zadania naukowcy odkryli, że uczestnicy szybciej i dokładniej przebijali wirtualne bąbelki, gdy mieli ręce przypominające pęsetę.
Następnie zespół wykorzystał test zwany „zadaniem zgodności międzymodalnej”, aby porównać ukryte lub nieświadome ucieleśnienie wirtualnej dłoni i narzędzia bionicznego. Podczas tego testu badacze przykładali niewielkie wibracje do palców uczestników i poprosili ich o określenie, które palce były stymulowane. W tym samym czasie na ekranie wirtualnej rzeczywistości pojawiło się migoczące światło, albo na tym samym palcu, co bodziec dotykowy, albo na innym palcu. Porównując dokładność i czas reakcji uczestników podczas prób z dopasowanymi i niedopasowanymi bodźcami, badacze byli w stanie ocenić, w jakim stopniu byli rozproszeni przez bodziec wzrokowy.
„To wskaźnik pokazujący stopień rozbieżności w mózgu między tym, co czujesz, a tym, co widzisz” – mówi Maddaluno. „Ale to niedopasowanie może mieć miejsce tylko wtedy, gdy twój mózg myśli, że to, co widzisz, jest częścią twojego własnego ciała; jeśli nie czuję, że bioniczne narzędzie, które widzę poprzez wirtualną rzeczywistość, jest częścią mojego własnego ciała, bodźca wzrokowego nie powinien powodować żadnych zakłóceń.”
W obu przypadkach uczestnicy szybciej i dokładniej identyfikowali, który z ich prawdziwych palców był stymulowany podczas prób z dopasowanymi bodźcami dotykowymi i wzrokowymi, co wskazuje, że uczestnicy czuli poczucie ucieleśnienia zarówno w stosunku do wirtualnej ludzkiej ręki, jak i dłoni pęsety.
Jednakże istniała większa różnica pomiędzy dobranymi i niedopasowanymi badaniami, w których uczestnicy mieli ręce pęsety, a nie ludzkie, co wskazuje, że proteza nieantropomorficzna zapewniała jeszcze większe poczucie ucieleśnienia. Naukowcy spekulują, że wynika to ze względnej prostoty dłoni pęsety w porównaniu z dłonią podobną do ludzkiej, co może ułatwić mózgowi obliczenia i akceptację.
„Jeśli chodzi o szczypanie, pęseta jest funkcjonalnie podobna do ludzkiej dłoni, ale prostsza i prosta jest również lepsza obliczeniowo dla mózgu”. mówi Maddaluno.
Zauważają, że może to również odnosić się do hipotezy „niesamowitej doliny”, ponieważ wirtualne ludzkie dłonie mogły być zbyt niesamowicie podobne, a jednocześnie odmienne, aby można je było idealnie ucieleśnić.
Oprócz dłoni typu pęseta badacze przetestowali także narzędzie bioniczne w kształcie klucza i wirtualną ludzką dłoń trzymającą pęsetę. We wszystkich przypadkach znaleźli dowody na ucieleśnienie, ale uczestnicy mieli wyższą budowę ciała i byli bardziej zręczni, gdy pęsety wszczepiono im bezpośrednio na wirtualne nadgarstki, niż gdy trzymali je w wirtualnej dłoni.
Uczestnicy wykazali się także większym poczuciem ucieleśnienia narzędzi bionicznych, gdy mieli okazję zbadać środowisko rzeczywistości wirtualnej przed przystąpieniem do testu zgodności międzymodalnej. „Podczas zadania zgodności międzymodalnej uczestnicy musieli pozostać nieruchomi, podczas gdy podczas zadania motorycznego aktywnie wchodzili w interakcję ze środowiskiem wirtualnym, a te interakcje w środowisku wirtualnym wywoływały poczucie sprawstwa” – mówi Maddaluno.
Ostatecznie naukowcy twierdzą, że badanie to może pomóc w projektowaniu robotyki i protez kończyn. „Następnym krokiem jest zbadanie, czy te bioniczne narzędzia można zastosować u pacjentów, którzy stracili kończyny” – mówi Maddaluno. „Chcemy także zbadać zmiany plastyczne, jakie tego rodzaju narzędzie bioniczne może wywołać w mózgach zarówno zdrowych uczestników, jak i osób po amputacji”.