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# Biologia# Neurociência

A Complexidade da Percepção do Movimento Biológico

Este estudo mostra como a gente processa o movimento biológico usando vários sentidos.

Ying Wang, L. Shen, S. Li, Y. Tian, Y. Jiang

― 7 min ler


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Movimento biológico (MB) é a forma como os seres vivos se movem. Essa habilidade de reconhecer esses movimentos é essencial para a gente, principalmente em contextos sociais e para a sobrevivência. Pesquisas mostram que conseguimos identificar MB só de olhando pra alguns pontos de luz que representam a cabeça e as articulações de uma pessoa enquanto ela se move.

No nosso dia a dia, a gente percebe MB não só pela visão, mas também por outros sentidos, como a audição. Por exemplo, podemos ouvir passos enquanto assistimos alguém andando. Integrar esses sinais visuais e Auditivos ajuda a entender e diferenciar melhor os movimentos. Essa combinação de sentidos funciona melhor quando os sons e as imagens estão alinhados em tempo ou conteúdo.

Curiosamente, essa Integração envolve mecanismos cerebrais específicos para o MB. Estudos mostraram que quando as informações visuais são modificadas (tipo virar o movimento de uma pessoa de ponta-cabeça), os efeitos de como percebemos MB mudam significativamente. Além disso, o tempo dos sinais visuais e auditivos tem um papel distinto em como detectamos MB, com diferentes tempos afetando nossa percepção de diferentes tipos de movimento.

Uma parte importante do movimento humano é sua natureza rítmica. Movimentos como andar e correr criam sons que combinam com o ritmo do movimento. Essa combinação pode fazer com que as ondas cerebrais se sincronizem com esses ritmos, melhorando nossa percepção das ações. Pesquisas descobriram que quando os sons e as imagens estão alinhados ritmicamente, nossos cérebros ficam mais receptivos a esses estímulos.

Mas o MB tem ritmos complexos que podem ser analisados de várias maneiras. Por exemplo, o ritmo da caminhada pode ser medido em diferentes níveis: cada passo cria um ritmo, enquanto os passos alternados de ambos os pés criam outro. Descobertas recentes sugerem que a forma como nosso cérebro processa esses ritmos varia com base em sua complexidade e nível de integração.

Para entender melhor como nosso cérebro rastreia MB, pesquisadores registraram a atividade cerebral (usando eletroencefalograma ou EEG) de participantes assistindo figuras em movimento e ouvindo os sons relacionados. Eles compararam como os participantes respondiam quando assistiam e ouviam separadamente e juntos. Ao examinar essas respostas, os pesquisadores puderam determinar se a integração dos sentidos produzia mais atenção e reconhecimento do MB.

Em outra parte do estudo, os pesquisadores investigaram como as pessoas percebem o MB dependendo da sua direção e ritmo. Os participantes viam figuras em pé e invertidas e ouviam sons que combinavam com os movimentos em tempo ou de forma diferente. O objetivo era ver se a resposta do cérebro a esses estímulos variava com base na orientação e na congruência sensorial.

Curiosamente, a capacidade de processar MB e combinar entradas sensoriais varia de pessoa pra pessoa. Alguns estudos encontraram que essa habilidade pode ser menos eficaz em pessoas com transtorno do espectro autista (TEA) ou com altas características autistas. Por exemplo, indivíduos com TEA foram observados prestando menos atenção aos sinais de MB áudio-visuais, o que pode estar relacionado a desafios de compreensão social mais tarde na vida.

Em cada experimento, uma parte dos testes envolvia uma tarefa simples de notar mudanças na exibição Visual para manter os participantes engajados e focados. Os participantes completaram essas tarefas com sucesso, mostrando que estavam atentos durante os estudos.

Experimento 1a: Rastreando Movimento Biológico Rítmico

Na primeira parte do experimento, os pesquisadores se concentraram em como os participantes podiam rastrear MB sob três condições diferentes: só visual, só auditiva e uma combinação das duas. A equipe focou em duas estruturas rítmicas principais na caminhada: o ciclo de cada passo e o padrão geral da marcha.

Através da análise, eles descobriram que os participantes mostraram fortes respostas de atividade cerebral quando expostos a sinais no ritmo de um ciclo de passo. Mas isso só foi evidente quando os estímulos visuais e auditivos foram apresentados juntos, sugerindo um aumento significativo no processamento quando os dois sentidos estavam envolvidos.

Os resultados indicaram que a combinação de sinais visuais e auditivos levou a uma resposta maior no cérebro, especificamente em certas frequências relacionadas aos movimentos. Essa descoberta apoia a ideia de que nosso cérebro processa a informação de forma diferente quando combina entradas sensoriais comparado a processar cada tipo de forma independente.

Os achados do experimento também apontaram uma diferença em como o cérebro processa vários aspectos Rítmicos do MB. Enquanto o ciclo do passo mostrou um aumento linear na resposta com estímulos adicionais, o ciclo da marcha revelou uma resposta maior do que o esperado ao considerar as contribuições individuais dos sinais visuais e auditivos.

Experimento 1b: Explorando Variações de Velocidade

O próximo experimento tinha como objetivo entender se variar as velocidades dos movimentos também afetaria como o cérebro rastreava as informações rítmicas. Similar ao primeiro estudo, os participantes foram expostos a estímulos visuais e auditivos, mas em diferentes velocidades rítmicas.

Novamente, os resultados mostraram que as respostas do cérebro melhoraram consistentemente quando tanto visuais quanto sons estavam presentes. No entanto, mesmo com velocidades diferentes, os mesmos padrões de aumento de resposta foram notados. Isso sugere que o processo de integração do cérebro para o MB é adaptável e pode funcionar em diferentes contextos rítmicos.

Experimento 2: Inversão e Especificidade Sensorial

A segunda parte principal da pesquisa examinou se o cérebro processa MB de forma diferente quando os sinais visuais estão invertidos. Os participantes lidaram com estímulos visuais em pé e invertidos e ouviram sons correspondentes. O objetivo era determinar se as respostas do cérebro variariam dependendo da orientação dos estímulos visuais.

As descobertas mostraram que quando o MB visual estava em pé, a integração audiovisual levou a uma resposta mais forte no cérebro em comparação com quando as imagens estavam invertidas. Isso indica que o processamento do MB pelo nosso cérebro depende fortemente da natureza da entrada visual ao integrar a informação sensorial.

Além disso, o estudo também tinha como objetivo vincular as características inerentes de um indivíduo, especialmente em relação a traços autistas, com sua capacidade de processar sinais audiovisuais de MB. Foi encontrada uma correlação negativa entre a força da resposta do cérebro a esses sinais e o nível de traços autistas, sugerindo que a capacidade de integrar sinais de MB pode ser importante para a cognição social.

Conclusão: A Importância da Integração Sensorial na Percepção

No geral, o estudo oferece insights valiosos sobre como os humanos percebem e integram o movimento biológico através de vários sentidos. Destaca que o processamento do cérebro não se trata apenas de reconhecer movimentos, mas também de como esses movimentos se relacionam com sinais auditivos, especialmente em contextos sociais.

Diferentes níveis de complexidade do movimento e congruência sensorial afetam significativamente o quanto as pessoas conseguem rastrear o MB. Essa habilidade varia entre as pessoas e pode ser influenciada por traços associados ao autismo.

Pesquisas futuras poderiam explorar mais como esses processos se desenvolvem ao longo do tempo e se mecanismos neurais semelhantes estão em jogo em outros tipos de estímulos, como a fala. Compreender essas conexões pode ajudar a identificar marcadores precoces para dificuldades de interação social e pode potencialmente guiar intervenções para quem tem desafios em processar MB.

Fonte original

Título: Cortical tracking of hierarchical rhythms orchestrates the multisensory processing of biological motion

Resumo: When observing others behaviors, we continuously integrate their movements with the corresponding sounds to enhance perception and develop adaptive responses. However, how the human brain integrates these complex audiovisual cues based on their natural temporal correspondence remains unknown. Using electroencephalogram, we demonstrated that rhythmic cortical activity tracked the hierarchical rhythmic structures in audiovisually congruent human walking movements and footstep sounds. Remarkably, the cortical tracking effects at different time scales exhibit distinct modes of multisensory integration: an additive mode in a basic-level, narrower temporal integration window (step-cycle) and a super-additive enhancement in a higher-order, broader temporal window (gait-cycle). Moreover, only the cortical tracking of higher-order rhythmic structures is specialized for the multisensory integration of human motion signals and correlates with individuals autistic traits, suggesting its functional relevance to biological motion perception and social cognition. These findings unveil the multifaceted roles of entrained cortical activity in the multisensory perception of human motion, shedding light on how neural coding of hierarchical temporal structures orchestrates the processing of complex, rhythmic stimuli in natural contexts.

Autores: Ying Wang, L. Shen, S. Li, Y. Tian, Y. Jiang

Última atualização: 2024-10-30 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.23.590751

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.23.590751.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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