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# Biologia# Neurociência

Como o Cérebro se Prepara para Agarrar Objetos

Pesquisas mostram como o cérebro coordena o aperto antes e depois do contato.

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Insights do Cérebro sobreInsights do Cérebro sobreAgarrar Objetospreparar e ajustar a pegada.Estudo revela o papel do cérebro em
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Quando a gente alcança um objeto, nossa mão se prepara até antes de Tocar nele. Essa preparação é super importante pra pegar as coisas sem deixar cair. Nosso cérebro tem caminhos especiais que ajudam a mão a sentir sua posição e controlar a força necessária pra segurar o item. Os pesquisadores investigaram como diferentes partes do cérebro trabalham juntas quando a gente pega objetos.

O Papel do Cérebro ao Pegar

Antes de fazer Contato com um objeto, nosso cérebro usa informações sobre a posição da mão pra moldar nosso jeito de segurar. Diferentes áreas do cérebro têm papéis em como controlamos nossos movimentos e sentimos o objeto que estamos prestes a pegar. Por exemplo, algumas áreas ajudam a saber como a mão tá posicionada e como ajustar o jeito de segurar com base no tamanho e formato do objeto.

Pesquisas mostram que se certas partes do cérebro forem danificadas, pode afetar a nossa habilidade de pegar objetos. O cérebro não só se prepara pra pegar, mas também ajusta depois que o contato acontece, percebendo quanta força é necessária pra segurar o objeto firme. Enquanto a gente pega, alguns Sinais no cérebro indicam como devemos segurar o objeto e quanta força estamos aplicando.

Estudando o Pegar em Macacos

Em estudos, macacos foram treinados pra pegar vários objetos enquanto pesquisadores monitoravam a atividade cerebral envolvida nessa tarefa. Os macacos tiveram algumas modificações feitas pra garantir que pudessem focar em pegar sem mover muito os braços. Os objetos, apresentados em diferentes formas e tamanhos, exigiam que os macacos ajustassem suas posições de mão com cuidado antes de fazer contato.

Os pesquisadores queriam ver como o cérebro respondia antes e depois que os macacos começavam a pegar os objetos. Eles registraram a atividade de diferentes partes do cérebro e observaram como esses sinais mudavam durante a tarefa.

Observando Mudanças Antes e Depois do Contato

Os pesquisadores descobriram que, enquanto os macacos alcançavam um objeto, diferentes áreas do cérebro mostravam diferentes níveis de atividade. Antes do contato, uma área do cérebro tinha um pico de atividade, indicando que a mão estava na sua máxima extensão. No entanto, depois que a mão tocou o objeto, os sinais nessa área diminuíram, mesmo que o macaco estivesse aplicando força.

Outra área do cérebro que processa principalmente o toque mostrou muito pouca atividade antes do contato. Mas depois que a pegada foi estabelecida, essa área mostrou atividade significativa, sugerindo que ela se tornou crucial pra entender como interagir com o objeto.

Entendendo Como a Informação é Processada

O estudo mostrou que as áreas do cérebro envolvidas em sentir a posição também processavam as propriedades dos objetos que estavam sendo pegados. A maneira como nosso cérebro combina os sinais de toque e posição muda durante a tarefa. Antes de tocar, o foco estava principalmente em como a mão estava moldada pra pegar. Depois do contato, o cérebro teve que ajustar pra incluir informações sobre a força sendo aplicada ao objeto.

Os pesquisadores descobriram que, ao comparar os sinais do cérebro antes e depois do contato, os padrões de informação nem sempre eram alinhados com os níveis gerais de atividade nessas áreas. Por exemplo, uma queda na atividade de certas áreas não significava uma queda nas informações que elas carregavam sobre o objeto.

O que Cada Área do Cérebro Contribui

Cada região do cérebro mostrou habilidades diferentes em carregar informações sobre o objeto pegado. Uma área foi mais informativa antes do contato, enquanto outra foi mais informativa depois. A área responsável por processar os sinais de toque se tornou importante depois que o objeto foi pegado, refletindo como o cérebro usa as informações táteis pra ajudar no manuseio.

Apesar de algumas áreas mostrarem atividade diminuída após o contato, elas ainda mantinham uma representação do objeto durante toda a tarefa. Isso sugere que, mesmo que o controle motor mudasse pra níveis mais baixos do cérebro após a pegada ser estabelecida, o córtex ainda mantinha informações relevantes.

A Importância dos Sinais de Toque

As pesquisas também destacaram como os sinais de toque são cruciais pra pegar objetos. Os sinais da pele começaram a contribuir significativamente pra entender o objeto assim que o contato foi feito. Diferentes toques podiam produzir sinais diferentes, permitindo ao cérebro diferenciar entre os objetos com base em como eles se sentiam.

Enquanto os sinais pré-movimento de certas áreas eram informativos, o estudo mostrou que durante a pegada real, as informações se juntavam de maneira diferente. As informações sobre a posição da mão e o contato se entrelaçavam, complicando como o cérebro entende o objeto.

Conduzindo Pesquisas com Macacos Rhesus

Pra coletar essas informações, os cientistas trabalharam com dois machos de macacos rhesus. Esses macacos foram cuidadosamente monitorados, e dispositivos especiais foram usados pra coletar dados enquanto eles realizavam suas tarefas de pegada. Durante todo o processo, os animais receberam cuidados pra garantir sua saúde e bem-estar.

Os macacos foram treinados pra alcançar e pegar vários objetos. Um braço robótico apresentava esses objetos, e os macacos precisavam aplicar a força de aperto certa. Monitorando os sinais cerebrais deles, os pesquisadores puderam entender melhor como o cérebro ajusta suas respostas durante a ação de pegar.

Analisando os Sinais Cerebrais Durante as Tarefas

Durante os testes, os pesquisadores acompanharam como os Cérebros dos macacos reagiam desde antes de alcançarem um objeto até o momento em que faziam contato. Eles procuraram mudanças na atividade cerebral e examinaram como diferentes áreas do cérebro comunicavam as informações necessárias.

Enquanto os macacos alcançavam um objeto, as redes em seus cérebros associavam informações sensoriais com o controle motor. Essa análise permitiu que os pesquisadores vissem como diferentes partes do cérebro contribuíam com informações sobre o objeto pegado.

Resultados da Pesquisa

Os achados mostraram que o cérebro lida com tarefas de pegar através de uma interação complexa de várias regiões. Depois de tocar um objeto, a maneira como o cérebro lida com as informações do objeto mudou, indicando que as interações da mão com o objeto trazem novas informações sensoriais. Essas interações revelam a importância dos sinais proprioceptivos (como percebemos a posição do nosso corpo) e dos sinais táteis (como percebemos o toque).

Certas áreas do cérebro foram grandes contribuintes pra entender como o objeto poderia ser manuseado, mas isso mudou ao fazer contato. Os resultados destacam a natureza versátil do processamento sensorial, mostrando como nosso cérebro se ajusta enquanto nos envolvemos com objetos ao nosso redor.

Conclusão

Resumindo, o cérebro é incrivelmente coordenado quando se trata de pegar objetos. Diferentes áreas trabalham pra preparar nossa mão antes do contato e se ajustam depois pra manter um aperto eficiente. Esse estudo mostra como nossa compreensão de alcançar e pegar pode ser aprofundada ao examinar as interações dinâmicas do cérebro com a mão. Conforme aprendemos mais sobre como esses processos funcionam, isso pode ajudar a informar nossa compreensão da destreza manual e como interagimos com o mundo ao nosso redor.

Fonte original

Título: Changes in cortical grasp-related activity before and after object contact

Resumo: AO_SCPLOWBSTRACTC_SCPLOWGrasping, a seemingly simple manual behavior, requires the coordinated control of dozens of joints, guided by sensory signals from muscles, tendons, and skin. As the motor cortex controls finger movement and exerted forces, the somatosensory cortex must process the barrage of proprioceptive and tactile signals that convey details about the objects shape, its local features (e.g., edges and curvature), and forces applied to it. In the present study, we aimed to understand the transformation in these sensorimotor signals at the time of contact with an object. We analyzed object-specific signals in the primary motor cortex (M1) and Brodmanns areas 3a, 1, and 2 of the somatosensory cortex of macaque monkeys. We found object information distributed throughout sensorimotor cortex, some of which was independent of contact, while most was dramatically altered by it. While all areas conveyed object information after contact, those carrying postural representations (M1, area 3a) were also informative before contact, during the hand pre-shaping epoch. Although their mappings retained some similarity between epochs, decoders built on the pre-contact epoch did not perform well on the post-contact epoch, suggesting intermixing between postural and force-related signals. After contact, individual neurons in M1 retained some information about the object, but the populational encoding of object identity weakened, reflecting perhaps, the delegation of control to subcortical structures. Unexpectedly, although it was active, area 2 was uninformative about the object before contact, despite its proprioceptive inputs. However, after contact, area 2 emerged as the most informative region of any epoch, likely reflecting its convergent proprioceptive and cutaneous input, and supporting its proposed role in haptic object perception. These results underscore the diverse activity within the sensorimotor cortex during grasping, highlighting the intricate neural processes involved in this fundamental behavior.

Autores: Anton R Sobinov, Y. Yan, J. M. Goodman, E. V. Okorokova, L. E. Miller, S. J. Bensmaia

Última atualização: 2024-10-12 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.11.617909

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.11.617909.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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