Ruch biologiczny

Przykład podświetlenia punktowego zdania w amerykańskim języku migowym. Biologiczne ruchy osoby podpisującej można obserwować poprzez ruchy białych kropek, gdy podpisują zdanie.

Ruch biologiczny to ruch wynikający z działania organizmu biologicznego. Ludzie i zwierzęta są w stanie zrozumieć te działania poprzez doświadczenie, identyfikację i przetwarzanie neuronowe wyższego poziomu . Ludzie wykorzystują ruch biologiczny do identyfikowania i rozumienia znajomych czynności, które są zaangażowane w neuronalne procesy empatii , komunikacji i rozumienia intencji innych osób . Sieć neuronowa ruchu biologicznego jest bardzo wrażliwa na wcześniejsze doświadczenia obserwatora z ruchami biologicznymi, co pozwala na ucieleśnienie uczenia się . Jest to związane z dziedziną badań szeroko znaną jako ucieleśniona kognitywistyka , wraz z badaniami nad neuronami lustrzanymi .

Na przykład dobrze znanym przykładem wrażliwości na określony rodzaj ruchu biologicznego są doświadczeni tancerze obserwujący innych tańczących . W porównaniu z osobami, które nie wiedzą, jak tańczyć, tancerze-eksperci wykazują większą wrażliwość na ruch biologiczny wynikający ze stylu tańca, który znają . Ten sam doświadczony tancerz również wykazywałby podobną, ale mniejszą wrażliwość na style taneczne poza ich kompetencjami. Różnice w postrzeganiu ruchów tanecznych sugerują, że na zdolność postrzegania i rozumienia ruchu biologicznego duży wpływ ma doświadczenie obserwatora z akcją. Podobny efekt ekspertyzy zaobserwowano w różnych rodzajach działań, takich jak tworzenie muzyki, język, myślenie naukowe, koszykówka i chodzenie.

Historia

Zjawisko ludzkiej wrażliwości na ruch biologiczny zostało po raz pierwszy udokumentowane przez szwedzkiego psychologa percepcyjnego, Gunnara Johanssona , w 1973 roku. Najbardziej znany jest on ze swoich eksperymentów z wykorzystaniem wyświetlaczy światła punktowego (PLD). Johansson przyczepiał żarówki do części ciała i stawów aktorów wykonujących różne czynności w ciemności. Sfilmował te działania, uzyskując punktowe światła z każdej żarówki poruszające się na czarnym tle. Johansson odkrył, że ludzie byli w stanie rozpoznać, co robią aktorzy, gdy PLD się porusza, ale nie wtedy, gdy jest nieruchomy. Wynalazek PLD Johanssona zainspirował nową dziedzinę badań nad ludzką percepcją. Nowoczesna technologia tworzenia PLD opiera się na tych samych zasadach, z tą różnicą, że film został zastąpiony wieloma kamerami podłączonymi do komputerów, które tworzą trójwymiarową reprezentację ruchów aktorów, pozwalając na znaczną kontrolę nad PLD.

Zainteresowanie ruchem biologicznym zostało odnowione wraz z opublikowaniem w 1996 roku artykułu na temat neuronów lustrzanych . Stwierdzono, że neurony lustrzane są aktywne w mózgu zwierzęcia zarówno wtedy, gdy zwierzę obserwuje ruch innego zwierzęcia, jak i wtedy, gdy to zwierzę wykonuje ten sam ruch. Neurony lustrzane były początkowo obserwowane w korze przedruchowej , jednak znaleziono je również w zakręcie nadbrzeżnym i połączeniu skroniowo-ciemieniowym , obszarach mózgu związanych z biologicznym przetwarzaniem ruchu. Kodowanie zarówno wizualnych, jak i motorycznych działań w obrębie tego samego zestawu neuronów sugeruje, że na zrozumienie i percepcję ruchu biologicznego mają wpływ nie tylko wizualne informacje o ruchu, ale także doświadczenie obserwatora z ruchem biologicznym.

Dzisiaj odkrycie neuronów lustrzanych doprowadziło do eksplozji badań nad biologicznym postrzeganiem i rozumieniem ruchu i działania w dziedzinach badawczych, takich jak neuronauka społeczna i afektywna , język , działanie, technologia przechwytywania ruchu oraz sztuczna inteligencja , taka jak androidy i wirtualni ucieleśnieni agenci i fenomen doliny niesamowitości .

Badania ruchu biologicznego

Wyniki badań nad ruchem biologicznym wykazały, że ludzie są bardzo wrażliwi na biologiczne ruchy działań, a obserwacje te przekształciły się w badania nad różnymi możliwymi czynnikami w postrzeganiu i zrozumieniu biologicznych ruchów działań ciała. Dzięki badaniom z wykorzystaniem wyświetlacza punktowego (PLD) odkrycia z dziedzin psychologii i neuronauki rozrosły się do sporej liczby badań , które rozciągają się na różne dziedziny.

Ogólne uwagi dotyczące ruchu biologicznego

W eksperymencie PLD uczestnikom prezentowane są statyczne, dynamiczne lub losowe dynamiczne białe kropki, które składają się ze źródeł światła lub znaczników przechwytywania ruchu, które zostały umieszczone na stawach zaangażowanych w działania na organizmy biologiczne. Chociaż poszczególne kropki w PLD nie wykazują żadnego jawnego wizualnego związku z innymi kropkami, obserwatorzy są w stanie dostrzec spójny biologiczny ruch działań w dynamicznym PLD. ^[4] Badania wykorzystujące metody PLD wykazały, że ludzie lepiej identyfikują PLD własnych chodów niż inni. ^[3] Ludzie są również w stanie rozpoznać różne emocje w PLD. Zwracając szczególną uwagę na język ciała, obserwator może zidentyfikować złość, smutek i szczęście. Obserwatorzy mogą również zidentyfikować płeć aktorów przy niektórych akcjach w PLD.

Uszkodzenie Lekcji

W dużym badaniu z udziałem pacjentów po udarze, istotne obszary, które okazały się być związane z niedoborem biologicznego postrzegania ruchu, obejmują górną bruzdę skroniową i korę przedruchową . Móżdżek zaangażowany w biologiczne przetwarzanie ruchu.

Niedawne badanie na pacjencie z agnozją rozwojową, upośledzeniem rozpoznawania obiektów, wykazało, że zdolność rozpoznawania formy organizmów biologicznych poprzez ruch biologiczny pozostaje nienaruszona, pomimo niedoboru w postrzeganiu formy niebiologicznej poprzez ruch.

Neuroobrazowanie

Niedawne badania neuronauki poznawczej zaczęły koncentrować się na strukturach mózgu i sieciach neuronowych , które biorą udział w biologicznym przetwarzaniu ruchu. Zastosowanie przezczaszkowej stymulacji magnetycznej dostarczyło dowodów sugerujących, że biologiczne przetwarzanie ruchu zachodzi poza obszarem MT+/V5, który może obejmować zarówno formę wizualną, jak i ruch. Wykazano, że tylna górna bruzda skroniowa jest aktywna podczas biologicznej percepcji ruchu. Wykazano również, kora przedruchowa jest aktywna podczas biologicznego przetwarzania ruchu, co pokazuje, że system neuronów lustrzanych jest rekrutowany do postrzegania i rozumienia PLD. Dalsze dowody z innego badania pokazują, że sieć w trybie domyślnym jest niezbędna do rozróżnienia ruchu biologicznego i niebiologicznego. Takie odkrycia, o których mowa w badaniach, pokazują, że biologiczna percepcja ruchu jest procesem, który wciąga kilka różnych systemów neuronowych poza sieci zaangażowane w wizualne przetwarzanie niebiologicznych ruchów i obiektów .

Rozwój u dzieci

Ludzka percepcja i rozumienie ruchu biologicznego w działaniach zwierząt rozwija się wraz z wiekiem, zwykle osiągając szczyt w wieku około pięciu lat. W eksperymencie z trzyletnimi, czteroletnimi i pięcioletnimi dziećmi i dorosłymi uczestnicy zostali poproszeni o zidentyfikowanie PLD działań zwierząt, takich jak chodzenie człowieka, bieganie i chodzenie psa oraz latającego ptaka. Wyniki pokazały, że dorośli i pięciolatki byli w stanie dokładnie zidentyfikować działania zwierząt. Jednak czterolatki i trzylatki miały trudności, chociaż czterolatki były znacznie lepsze w rozpoznawaniu działań zwierząt niż trzylatki. Sugeruje to, że nasze postrzeganie i rozumienie ruchu i działań biologicznych przechodzi przez proces rozwojowy u ludzkich dzieci, osiągając pułap wydajności w zakresie identyfikacji działań zwierząt w wieku pięciu lat.

Podczas gdy większość zwierząt, na przykład koty, ma tendencję do rozpoznawania punktowych pokazów świetlnych własnego gatunku w porównaniu z innymi gatunkami i zaszyfrowanymi PLD, trzylatki odniosły największy sukces w identyfikowaniu PLD chodzącego psa, a najmniej z chodzącym psem. ludzkie PLD. Możliwym wyjaśnieniem tych sprzecznych wyników może być niski wzrost fizyczny dzieci i wynikające z nich doświadczenia z perspektywą wizualną: psy są bliższe wzrostowi niższym dzieciom, podczas gdy doświadczenie obserwowania i wykonywania podobnych ruchów biologicznych chodzącego człowieka jest trudniejsze do przychodzą ze względu na wzrost dorosłych, a także ich małe doświadczenie w chodzeniu.

W następnej części eksperymentu poproszono różnych uczestników o zidentyfikowanie tych samych zwierząt prezentujących światło punktowe, ale ze statycznymi obrazami zamiast ruchomych kropek. Pięciolatki i dorośli podali wyniki wykonania losowego , natomiast młodsi uczestnicy zostali pominięci ze względu na wyższy poziom błędów wynikających z trudniejszego charakteru zadania. Dlatego ten eksperyment sugeruje, że w wieku pięciu lat jesteśmy biegli w identyfikowaniu działań zwierząt i form wizualnych za pomocą wyświetlaczy punktowych. Badanie to pokazuje również, że doświadczenie z ruchem biologicznym ma kluczowe znaczenie dla naszej percepcji i zrozumienia działań.

Język

Wydaje się, że ludzie używają podobnych funkcji poznawczych do identyfikowania rzeczywistych czasowników i biologicznie możliwych ruchów. W innym eksperymencie badacze dali uczestnikom zadania leksykalne i decyzyjne dotyczące działania , aby zmierzyć, ile czasu zajęło im określenie, czy słowa są prawdziwe, czy zaszyfrowane PLD to działanie. Uczestnikom zajęło znacznie więcej czasu zidentyfikowanie pseudosłów i zaszyfrowanych PLD. Stwierdzono, że korelacja czasu reakcji między słowami czasownikowymi a czynnościami PLD była dość silna (r = 0,56), podczas gdy korelacja między rzeczownikami a czynnościami PLD była znacznie niższa (r = 0,31).

Odkrycia te sugerują, że ludzie używają podobnych funkcji poznawczych do identyfikacji ruchu biologicznego i słów, niezależnie od tego, czy są one prezentowane za pomocą języka pisanego, czy pokazów świetlnych. Badacz sugeruje, że te odkrycia wspierają ramy teoretyczne zwane poznaniem ucieleśnionym, które sugerują, że poznanie działań i słów może być wspierane przez układ motoryczny .

psychofizyka

Niektóre badania dotyczą różnic między globalnym i lokalnym przetwarzaniem ruchu biologicznego; sposób przetwarzania całej figury PLD w porównaniu z przetwarzaniem poszczególnych kropek w PLD. W jednym z badań zbadano oba rodzaje przetwarzania w PLD człowieka idącego w różnych kierunkach, zastępując pojedyncze kropki obrazami ludzi lub postaciami z patyczków skierowanymi w różnych kierunkach. Wyniki pokazały, że ludzie mają trudności z dostrzeżeniem kierunku chodu globalnego PLD, gdy lokalne kropki nie są skierowane w tym samym kierunku, co wskazuje, że mózg wykorzystuje podobny mechanizm oparty na formie do rozpoznawania zarówno globalnych, jak i lokalnych bodźców podczas przetwarzania . Wyniki pokazują również, że przetwarzanie lokalnych obrazów jest procesem automatycznym, który może zakłócać późniejsze przetwarzanie globalnej formy chodzącego PLD.

Percepcja ruchu biologicznego w PLD zależy zarówno od ruchów poszczególnych kropek, jak i konfiguracji/orientacji ciała jako całości, a także interakcji między tymi lokalnymi i globalnymi wskazówkami. Podobnie jak w przypadku efektu Thatcher w percepcji twarzy, odwrócenie poszczególnych punktów jest łatwe do wykrycia, gdy cała postać jest przedstawiona normalnie, ale trudne do wykrycia, gdy cały wyświetlacz jest przedstawiony do góry nogami. Jednak ostatnie prace elektrofizjologiczne sugerują, że konfiguracja/orientacja PLD może wpływać na ruch przetwarzającego PLD we wczesnych stadiach przetwarzania neuronowego.

Zobacz też