Биологическое движение - это движение, возникающее в результате действий биологического организма. Люди и животные могут понять эти действия посредством опыта, идентификации и нейронной обработки более высокого уровня . [1] Люди используют биологическое движение, чтобы идентифицировать и понимать знакомые действия, которые участвуют в нейронных процессах сочувствия , общения и понимания намерений других . Нейронная сеть для биологического движения очень чувствительна к предыдущему опыту наблюдателя с биологическими движениями действия, что позволяет реализовать обучение . Это связано с областью исследований, широко известной каквоплощенная когнитивная наука , наряду с исследованиями зеркальных нейронов .
Например, хорошо известный пример чувствительности к определенному типу биологического движения - опытные танцоры, наблюдающие за танцами других . По сравнению с людьми , которые не знают , как танцевать, опытные танцоры показывают более чуткость к биологическому движению от стиля танца их опыта . Тот же самый опытный танцор также будет проявлять аналогичную, но меньшую чувствительность к танцевальным стилям за пределами своей компетенции. Различия в восприятии танцевальных движений говорят о том, что способность воспринимать и понимать биологическое движение сильно зависит от опыта наблюдателя в этом действии. Аналогичный опыт эффект наблюдается в различных видах деятельности, такие , как музицирования, язык, научное мышление, баскетбол и ходьба.
История
Феномен человеческой чувствительности к биологическому движению был впервые задокументирован шведским психологом восприятия Гуннаром Йоханссоном в 1973 году. [1] Он наиболее известен своими экспериментами, в которых используется точечный световой дисплей (PLD). С помощью PLD Гуннар ловко показал только движение тела посредством прикрепления белых точек через лампочки, прикрепленные к частям тела и суставам. Затем он записал актеров, выполняющих различные действия в темноте, удаляя визуальную информацию о теле, показывая только движение белых точек на черном фоне. Его результаты показали, что участники-люди способны распознавать действия актеров посредством движения, однако участники не могли распознать, какие действия выполнялись, когда PLD был статичен. Он продолжил проводить несколько исследований вместе с другими исследователями, развивающими свои собственные исследования. Разработанные им методы PLD до сих пор широко используются исследователями.
Интерес к биологическому движению возобновился с публикацией статьи о зеркальных нейронах в 1996 году . [2] Было обнаружено, что зеркальные нейроны активны, когда наблюдаются действия с целями, а также когда наблюдатель сам выполняет то же действие. Зеркальные нейроны первоначально наблюдались в премоторной коре , однако они также были обнаружены в надмаргинальной извилине и височно-теменном соединении , областях мозга, которые связаны с биологической обработкой движения. Кодирование обоих зрительных и двигательных действий в пределах того же набора нейронов позволяет предположить , что биологическое понимание движения и восприятие влияет не только визуальной информации о движении , но и по опыту наблюдателя с биологическим движением.
Сегодня открытие зеркальных нейронов привело к взрыву исследований в области биологического движения и восприятия и понимания действий в таких областях исследований, как социальная и аффективная нейробиология, язык , действие, технология захвата движения и искусственный интеллект, такой как андроиды и виртуальные воплощенные агенты. , и феномен зловещей долины .
Исследования биологического движения
Результаты исследований биологического движения показали, что люди очень чувствительны к биологическим движениям действий, и эти наблюдения превратились в исследования различных возможных факторов в восприятии и понимании биологических движений действий тела. Благодаря исследованиям с точечным световым дисплеем (PLD) открытия в области психологии и нейробиологии превратились в значительный объем исследований , охватывающих разные области.
Общие наблюдения за биологическим движением
В эксперименте PLD участникам представлены статические, динамические или рандомизированные динамические белые точки, которые состоят из источников света или маркеров захвата движения, которые были размещены на суставах, которые участвуют в действиях для биологических организмов. Несмотря на то, что отдельные точки в PLD не показывают явной визуальной связи с другими точками, наблюдатели могут воспринимать связное биологическое движение действий в динамическом PLD. [4] Исследования с использованием методов PLD показали, что люди лучше распознают PLD своей походки по сравнению с другими. [3] Люди также могут распознавать разные эмоции в PLD. С особым вниманием к языку тела наблюдатель может определить гнев, печаль и счастье. Наблюдатели также могут идентифицировать пол актеров с помощью некоторых действий в PLD.
Повреждение
В большом исследовании с участием пациентов, перенесших инсульт, значительные области, которые были связаны с недостаточным биологическим восприятием движения, включают верхнюю височную борозду и премоторную кору . [3] Мозжечок также участвуют в биологической обработке движения. [4]
Недавнее исследование пациента с агнозией развития , нарушением распознавания объектов, показало, что способность распознавать форму биологических организмов посредством биологического движения остается неизменной, несмотря на недостаточное восприятие небиологической формы через движение. [5]
Нейровизуализация
Недавние исследования когнитивной нейробиологии начали сосредотачиваться на структурах мозга и нейронных сетях , которые участвуют в биологической обработке движений. [2] Использование методов транскраниальной магнитной стимуляции обеспечено доказательствами, свидетельствующими о том, что биологическая обработка движения происходит за пределами области MT + / V5, которая может включать как визуальную форму, так и движение. [6] задняя верхняя височная борозда была показана , быть активными во время биологического восприятия движения. [7] Также было показано , что премоторная кора головного мозга активна во время обработки биологического движения, показывая, что система зеркальных нейронов задействована для восприятия и понимания PLD. [8] Дальнейшие данные из другого исследования показывают, что сеть режима по умолчанию важна для различения биологического и небиологического движения. [9] Такие результаты вышеупомянутых исследований показывают, что биологическое восприятие движения - это процесс, который задействует несколько различных нейронных систем за пределами сетей, участвующих в визуальной обработке небиологических движений и объектов .
Развитие у детей
Человеческое восприятие и понимание биологического движения в действиях животных развивается с возрастом, обычно достигая примерно пятилетнего возраста. [10] В эксперименте с трехлетними, четырехлетними и пятилетними детьми и взрослыми участников просили определить PLD действий животных, таких как ходьба человека, бег и выгул собаки, и летающая птица. Результаты показали, что взрослые и пятилетние дети могли точно определять действия животных. Однако четырехлетние и трехлетние дети боролись с трудностями, хотя четырехлетние дети были значительно лучше в распознавании действий животных, чем трехлетние. Это говорит о том, что наше восприятие и понимание биологического движения и действий у человеческих детей проходит через процесс развития, достигая потолка производительности для определения действий животных в пять лет.
В то время как большинство животных, например кошки, склонны распознавать точечные световые индикаторы своего вида по сравнению с другими видами и скремблированными PLD, [11] трехлетние дети имели наибольший успех в идентификации PLD выгуливающей собаки и имели наименьший успех. с ходячим человеческим ПЛИС. Возможное объяснение этих противоречивых результатов может заключаться в небольшом физическом росте детей и их результирующем опыте с визуальными перспективами: собаки более близки по росту к маленьким детям, в то время как опыт наблюдения и выполнения подобных биологических движений идущего человека сложнее приходят из-за роста взрослых, а также из-за их небольшого опыта ходьбы.
В следующей части эксперимента разных участников попросили идентифицировать одних и тех же животных с точечным светом, но со статическими изображениями вместо движущихся точек. Пятилетние и взрослые дали результаты случайно , в то время как более молодые участники были исключены из-за более высокого процента ошибок из-за более сложного характера задания. Таким образом, этот эксперимент предполагает, что в пятилетнем возрасте мы умеем определять действия и визуальные формы животных с помощью точечных световых индикаторов. Это исследование также показывает, что опыт биологического движения имеет решающее значение для нашего восприятия и понимания действий. [10]
Язык
Похоже, что люди используют аналогичные когнитивные функции для определения реальных глаголов и биологически возможных движений. [12] В другом эксперименте исследователи дали участникам лексические задания и задачи по принятию решения, чтобы измерить, сколько времени им потребовалось, чтобы определить, были ли слова настоящими, или зашифрованные PLD - это действие. Участникам потребовалось гораздо больше времени, чтобы идентифицировать псевдослова и зашифрованные PLD. Корреляция времени реакции между глагольными словами и действиями PLD оказалась довольно сильной (r = 0,56), тогда как корреляция между существительными и действиями PLD была намного ниже (r = 0,31).
Эти данные свидетельствуют о том, что люди используют аналогичные когнитивные функции для определения биологического движения и слов, независимо от того, представлено ли оно посредством письменного языка или точечного освещения. Исследователь предполагает, что эти результаты подтверждают теоретическую основу, называемую воплощенным познанием, которая предполагает, что познание действий и слов может поддерживаться двигательной системой . [12]
Психофизика
Некоторые исследования рассматривают различия между глобальной и локальной обработкой биологического движения; как обрабатывается весь рисунок PLD по сравнению с тем, как обрабатываются отдельные точки в PLD. В одном исследовании изучались оба типа обработки в PLD человека, идущего в разных направлениях, путем замены отдельных точек изображениями людей или фигурок из палочек, обращенных в разные стороны. [13] Результаты показали, что люди с трудом воспринимают направление движения глобального PLD, когда локальные точки не обращены в одном направлении, что указывает на то, что мозг использует аналогичный механизм на основе форм для распознавания как глобальных, так и локальных стимулы во время обработки. Результаты также показывают, что обработка локальных изображений - это автоматический процесс, который может помешать последующей обработке глобальной формы пешеходного PLD.
Восприятие биологического движения при PLD зависит как от движений отдельных точек, так и от конфигурации / ориентации тела в целом, а также от взаимодействий между этими локальными и глобальными сигналами. [14] Подобно эффекту Тэтчер при восприятии лица, инверсию отдельных точек легко обнаружить, когда вся фигура представлена нормально, но трудно обнаружить, когда весь дисплей представлен в перевернутом виде. Однако недавние электрофизиологические исследования предполагают, что конфигурация / ориентация PLD может влиять на движение обрабатывающего PLD на ранних стадиях нейронной обработки. [15]
Смотрите также
- Биологическое восприятие движения
- Восприятие движения
- Теория разума
- Зеркальные нейроны
- Моторное познание
- Жуткая долина
- Когнитивная нейробиология
- Воплощенная когнитивная наука
- Воплощенное познание
- Сочувствие
- Социальная нейробиология
- Аффективная нейробиология
- Височно-теменное соединение
- Премоторная кора
- Общая теория кодирования
- Обработка речи в мозгу
- Захвата движения
Рекомендации
- ^ a b Блейкмор, Сара-Джейн (2001). «От восприятия действия к пониманию намерения». Обзоры природы Неврология . 2 (8): 561–567. DOI : 10.1038 / 35086023 . PMID 11483999 .
- ^ а б Риццолатти, Джакомо; Синигалья, Коррадо (2016-10-20). «Зеркальный механизм: основной принцип работы мозга». Обзоры природы Неврология . 17 (12): 757–765. DOI : 10.1038 / nrn.2016.135 . ISSN 1471-003X . PMID 27761004 .
- ^ Сайгин, А.П. (2007). «Верхние височные и премоторные области мозга, необходимые для биологического восприятия движения» . Мозг: журнал неврологии . 130 (Pt 9): 2452–2461. DOI : 10,1093 / мозг / awm162 . PMID 17660183 .
- ^ Соколов А.А.; Gharabaghi, A .; Татагиба, М.С.; Павлова, М. (2009). «Вовлечение мозжечка в сеть наблюдения за действиями» . Кора головного мозга . 20 (2): 486–491. DOI : 10.1093 / cercor / bhp117 . PMID 19546157 .
- ^ Gilaie-Dotan, S .; Бентин, С .; Harel, M .; Rees, G .; Сайгин, А.П. (2011). «Нормальная форма из-за биологического движения, несмотря на нарушение функции вентрального русла» . Нейропсихология . 49 (5): 1033–1043. DOI : 10.1016 / j.neuropsychologia.2011.01.009 . PMC 3083513 . PMID 21237181 .
- ^ Mather, G .; Battaglini, L .; Кампана, Г. (2016). «TMS демонстрирует гибкое использование форм и сигналов движения в биологическом восприятии движения» (PDF) . Нейропсихология . 84 : 193–197. DOI : 10.1016 / j.neuropsychologia.2016.02.015 . PMID 26916969 .
- ^ Grossman, E .; Блейк, Р. (2002). «Области мозга, активные при визуальном восприятии биологического движения». Нейрон . 35 (6): 1167–1175. DOI : 10.1016 / s0896-6273 (02) 00897-8 . PMID 12354405 .
- ^ Сайгин А.П .; Уилсон, С.М.; Хаглер-младший, диджей; Bates, E .; Серено, Мичиган (2004). «Точечное восприятие биологического движения активирует премоторную кору головного мозга человека» . Журнал неврологии . 24 (27): 6181–6188. DOI : 10.1523 / jneurosci.0504-04.2004 . PMID 15240810 .
- ^ Даян, Э .; Sella, I .; Муковский, А .; Douek, Y .; Гизе, Массачусетс; Malach, R .; Флэш, Т. (2016). «Сеть режима по умолчанию отличает биологическое движение от небиологического» . Кора головного мозга . 26 (1): 234–245. DOI : 10.1093 / cercor / bhu199 . PMC 4701122 . PMID 25217472 .
- ^ а б Павлова, Марина (24 апреля 2001 г.). «Распознавание точечных биологических дисплеев маленькими детьми». Восприятие . 30 (8): 925–933. DOI : 10,1068 / p3157 . PMID 11578078 .
- ^ Блейк, Рэндольф (1993-01-01). «Кошки воспринимают биологическое движение». Психологическая наука . 4 (1): 54–57. DOI : 10.1111 / j.1467-9280.1993.tb00557.x . ISSN 0956-7976 .
- ^ а б Биде-Ильдей, Кристель; Туссен, Люсетт (2014-09-20). «Эквивалентны ли суждения за глаголы действия и точечные действия человека?» . Когнитивная обработка . 16 (1): 57–67. DOI : 10.1007 / s10339-014-0634-0 . ISSN 1612-4782 . PMID 25238900 .
- ^ Керр-Гаффни, Дж. Э .; Хант, Арканзас; Pilz, KS (2016). «Вмешательство местной формы в восприятие биологического движения» . Внимание, восприятие и психофизика . 78 (5): 1434–1443. DOI : 10,3758 / s13414-016-1092-9 . PMC 4914516 . PMID 27016343 .
- ^ Мирензи, А; Хирис, Э (2011). «Эффект Тэтчер в биологическом движении». Восприятие . 40 (10): 1257–1260. DOI : 10,1068 / p7077 . PMID 22308898 .
- ^ Баззелл, G; Chubb, L; Safford, AS; Томпсон, JC; Макдональд, CG (2013). «Скорость обработки человеческой биологической формы и движения» . PLoS ONE . 8 (7): e69396. Bibcode : 2013PLoSO ... 869396B . DOI : 10.1371 / journal.pone.0069396 . PMC 3722264 . PMID 23894467 .