Come gli esseri umani adattano il movimento in ambienti che cambiano
Esplora come aggiustiamo i nostri movimenti e percezioni in risposta ai cambiamenti visivi.
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Gli esseri umani sono incredibilmente adattabili, soprattutto quando si tratta di come ci muoviamo in ambienti diversi. Quando ci troviamo di fronte a nuove sfide o cambiamenti intorno a noi, i nostri corpi si ricalibrano rapidamente per continuare a svolgere i compiti in modo efficace. Per esempio, se qualcuno passa da un mouse normale a un mouse da gaming ad alta sensibilità, inizialmente potrebbe avere difficoltà perché il cursore si muove molto più veloce. Tuttavia, le persone possono adattarsi a questo nuovo modo di lavorare in un batter d’occhio. A volte, questo aggiustamento avviene automaticamente, senza che ce ne rendiamo conto.
Il Ruolo dell'Apprendimento nell'Adattamento
La ricerca ha dimostrato che ci sono due tipi principali di apprendimento coinvolti nell’adattamento a nuovi movimenti: Apprendimento Esplicito e implicito. L’apprendimento esplicito è quando cerchiamo consapevolmente di correggere le nostre azioni. Ad esempio, se ci rendiamo conto che stiamo mancato il bersaglio mentre lanciamo una palla, aggiustiamo la nostra mira. L’Apprendimento Implicito, d’altra parte, avviene al di sotto del livello della consapevolezza. Questo significa che non sappiamo sempre perché stiamo migliorando; semplicemente lo facciamo.
Nei modi di pensare tradizionali su come ci adattiamo, si credeva che apprendessimo meglio correggendo gli errori. Se facciamo molti errori, miglioriamo di più. Tuttavia, gli studi hanno mostrato qualcosa di sorprendente. A volte, le persone sovracorreggono i loro movimenti, aggiustando più del necessario per compensare gli errori. Questo comportamento mette in discussione ciò che molti scienziati hanno pensato.
La Complessità dell'Adattamento al Movimento
Un aspetto interessante di come ci adattiamo è che quando ci troviamo di fronte a cambiamenti più grandi, potremmo non adattarci tanto quanto facciamo con quelli più piccoli. Per esempio, se un cursore salta improvvisamente in modo significativo sullo schermo, gli aggiustamenti che facciamo nei nostri movimenti non continuano ad aumentare nello stesso modo. Invece, tendono a livellarsi, e questo può essere una questione un po’ confondente per i ricercatori.
Inoltre, quando adattiamo i nostri movimenti, c'è un altro effetto che si verifica. Il nostro senso di dove si trovano le parti del corpo (noto come Propriocezione) viene un po' distorto da questi cambiamenti. Inizialmente, potremmo giudicare male dove si trovano le nostre mani o braccia basandoci su ciò che vediamo. Col tempo, questa percezione potrebbe iniziare a deviare nella direzione opposta mentre continuiamo ad adattarci al feedback visivo che riceviamo.
Comprendere l'Incertezza Visiva
Quando facciamo movimenti, non si tratta solo di quello che vediamo; riguarda anche quanto siamo incerti su ciò che vediamo. Se abbiamo una visione chiara di un bersaglio, possiamo adattarci meglio rispetto a quando la nostra visione è poco chiara. Man mano che la dimensione di un cambiamento visivo aumenta, anche la nostra incertezza aumenta. Ad esempio, se ci viene detto di ignorare un cursore che si sposta da un lato mentre fissiamo un bersaglio, più lontano va il cursore, più difficile è determinare accuratamente la sua direzione.
Questa incertezza diventa particolarmente importante quando pensiamo a come ci adattiamo ai movimenti. Se commettiamo un errore mentre miriamo a qualcosa, come percepiamo quell'errore influenzerà come lo correggiamo. Quindi, il modo in cui combiniamo diversi tipi di informazioni visive può influenzare il nostro processo di adattamento.
Proporre un Nuovo Modello per Comprendere l'Adattamento
Dato ciò che sappiamo sull'adattamento, è stato proposto un nuovo modello per spiegare gli aspetti unici di come ci adattiamo ai movimenti. Questo modello tiene conto di tre fonti principali di informazioni che influenzano come percepiamo e aggiustiamo i nostri movimenti: ciò che vediamo sullo schermo, ciò che sentiamo dal nostro corpo e le nostre aspettative su dove dovremmo andare.
Combinando queste fonti di informazioni, possiamo stimare meglio dove si trovano le nostre mani e come dovremmo muoverci. Importante, questo modello evidenzia che la nostra percezione degli errori di movimento non è semplicemente una questione visiva. Invece, riguarda come percepiamo le nostre azioni in relazione alle nostre intenzioni.
Testare il Modello
Per vedere se questo nuovo modello è valido, sono stati condotti vari esperimenti per esaminare come l'aumento dell'incertezza visiva influisce sulla nostra capacità di adattarci. In un esperimento, i partecipanti miravano a un bersaglio mentre il cursore che dovevano ignorare era distorto in vari modi. Successivamente, venivano chiesti di giudicare il movimento del cursore dopo aver raggiunto il bersaglio. Interessantemente, man mano che le distorsioni aumentavano, aumentava anche l'incertezza visiva. Questa relazione è risultata coerente, suggerendo che maggiori disturbi creano più incertezza nella percezione visiva.
Un altro esperimento ha esaminato come i partecipanti si adattavano a diverse dimensioni di distorsione. Quando venivano esposti a distorsioni più piccole, tendevano a sovracompensare i loro movimenti in modo significativo. Tuttavia, man mano che le distorsioni diventavano più grandi, la loro capacità di adattarsi si appiattiva. Questo supporta l'idea di una relazione concava tra la dimensione della distorsione e i livelli di adattamento.
Cambiamenti nella Propriocezione Durante l'Adattamento
Man mano che i partecipanti adattavano i loro movimenti, si notavano cambiamenti evidenti nel loro senso di propriocezione. Inizialmente, le loro posizioni percepite delle mani tendevano verso la direzione del cursore. Tuttavia, man mano che continuavano ad adattarsi, la loro percezione si allontanava gradualmente dal feedback visivo, anche mentre la loro mano rimaneva accurata.
Questa deriva graduale indica che gli aggiustamenti nel modo in cui percepiamo la nostra posizione corporea sono legati agli stessi processi che governano le nostre adattamenti ai movimenti. L'importante da ricordare è che il modo in cui percepiamo i nostri movimenti è dinamico e continua a cambiare mentre pratichiamo e ci adattiamo.
Implicazioni per la Ricerca Futura
I risultati di questi esperimenti incoraggiano un cambio di prospettiva su come percepiamo l'adattamento motorio implicito. Invece di enfatizzare solo le previsioni sensoriali o gli errori visivi, ha senso pensare agli errori percettivi in un contesto più ampio. Questa prospettiva più ampia potrebbe portare a una migliore comprensione dei processi di adattamento in vari compiti, aprendo porte a nuove ricerche.
Questa nuova comprensione potrebbe anche avere applicazioni oltre i semplici compiti motori. Potrebbe aiutare in aree come la riabilitazione, dove aiutare qualcuno a recuperare le proprie capacità motorie potrebbe beneficiare enormemente dalla comprensione di come si adattano e percepiscono i propri movimenti.
Conclusione
In sintesi, gli esseri umani sono capaci di un rapido adattamento quando affrontano nuove sfide nei movimenti. Mentre le visioni tradizionali si concentravano sulla correzione degli errori, la nuova prospettiva evidenzia l'importanza di comprendere come diversi tipi di informazioni vengono combinati per informare le nostre adattamenti nei movimenti.
Esplorando come l'incertezza visiva influisce sulle nostre percezioni e sui processi di adattamento, possiamo sviluppare migliori modelli per comprendere l'apprendimento motorio. Questo potrebbe portare, alla fine, a applicazioni pratiche che migliorano come ci alleniamo, riabilitiamo e comprendiamo le complessità del movimento umano.
Capire come adattiamo i nostri movimenti è essenziale non solo per la scienza, ma anche per migliorare le tecniche per apprendere nuove abilità, insegnare attività fisiche e riabilitare infortuni. Maggiore è la nostra comprensione di questi concetti, più efficacemente possiamo applicarli in scenari del mondo reale.
Titolo: Perceptual error based on Bayesian cue combination drives implicit motor adaptation
Estratto: The sensorimotor system can recalibrate itself without our conscious awareness, a type of procedural learning whose computational mechanism remains undefined. Recent findings on implicit motor adaptation, such as over-learning from small perturbations and fast saturation for increasing perturbation size, challenge existing theories based on sensory errors. We argue that perceptual error, arising from the optimal combination of movement-related cues, is the primary driver of implicit adaptation. Central to our theory is the increasing sensory uncertainty of visual cues with increasing perturbations, which was validated through perceptual psychophysics (Experiment 1). Our theory predicts the learning dynamics of implicit adaptation across a spectrum of perturbation sizes on a trial-by-trial basis (Experiment 2). It explains proprioception changes and their relation to visual perturbation (Experiment 3). By modulating visual uncertainty in perturbation, we induced unique adaptation responses in line with our model predictions (Experiment 4). Overall, our perceptual error framework outperforms existing models based on sensory errors, suggesting that perceptual error in locating ones effector, supported by Bayesian cue integration, underpins the sensorimotor systems implicit adaptation.
Autori: Kunlin Wei, Z. Zhang, H. Wang, T. Zhang, Z. Nie
Ultimo aggiornamento: 2024-04-02 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.23.568442
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.23.568442.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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