Neuronalne podłoża planowania interakcji z narzędziami dwuręcznymi: badanie z wykorzystaniem funkcjonalnego rezonansu magnetycznego
Loading...
Date
2021
Authors
Advisor
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
Neural substrates underlying planning interactions with bimanual tools: a functional magnetic resonance imaging study
Abstract
Celem niniejszej dysertacji było zbadanie neuronalnych korelatów planowania działań z użyciem narzędzi dwuręcznych, które wymagają koordynacji między dwoma rękoma, przy udziale zaawansowanego przetwarzania wzrokowo-przestrzennego. Przygotowane i wykonane zostały dwa eksperymenty z wykorzystaniem funkcjonalnego obrazowania rezonansem magnetycznym (fMRI), w których dwadzieścia osób badanych zostało poproszonych o wykonanie zadań z narzędziami dwuręcznymi i jednoręcznymi. Do paradygmatu wprowadzono trzy fazy: planowanie funkcjonalnego chwytu, chwytanie i użycie narzędzi. Eksperyment główny pokazał, że kluczowe dla interakcji z narzędziami dwuręcznymi efekty obserwowane były poza siecią reprezentacji praksji, tj. kontrolującą wyuczone zdolności manualne, a dotychczas utożsamianą głównie z użyciem narzędzi jednoręcznych. Ponadto, w trakcie chwytania narzędzi dwuręcznych zaobserwowano również zwiększoną aktywność w grzbietowo-grzbietowym strumieniu przetwarzania neuronalnego. Otrzymane rezultaty podkreślają wagę koordynacji między rękoma już na etapie przygotowania oburęcznych, funkcjonalnych chwytów narzędzi, a także większe wymagania co do przetwarzania sensomotorycznego oraz wzrokowo-ruchowego w przypadku tej kategorii przedmiotów. Jednym ze znaczących wkładów mojego badania do neuronauki poznawczej jest scharakteryzowanie neuronalnego podłoża i mechanizmów stojących za interakcjami z narzędziami dwuręcznymi.
The goal of this dissertation was to investigate the neural mechanisms underlying interactions with bimanual tools with fMRI. Twenty right-handed participants interacted with real tools and control objects by planning, grasping, and using bimanual vs. unimanual tools. The main experiment revealed that the most critical effects which were specific to planning bimanual tool use were observed mainly outside of the traditionally defined praxis representation network. Bimanual tools, as compared to their unimanual counterparts, involved more the right superior parietal lobule and somatosensory cortices across all phases of the task, which suggests that the key aspects of interactions with bimanual tools are tool complexity and intermanual coordination. During grasping bimanual tools additional brain regions along the dorso-dorsal stream of neural processing were engaged, corroborating the need for more demanding online control of bimanual actions. These results emphasize the importance of the intermanual coordination in preparing bimanual actions with tools, as well as the increased sensorimotor and visuomotor processing for this category of tools. The contribution of this study to the field of neuroscience is a characterization of the neural underpinnings and mechanisms underlying functional interactions with bimanual tools.
The goal of this dissertation was to investigate the neural mechanisms underlying interactions with bimanual tools with fMRI. Twenty right-handed participants interacted with real tools and control objects by planning, grasping, and using bimanual vs. unimanual tools. The main experiment revealed that the most critical effects which were specific to planning bimanual tool use were observed mainly outside of the traditionally defined praxis representation network. Bimanual tools, as compared to their unimanual counterparts, involved more the right superior parietal lobule and somatosensory cortices across all phases of the task, which suggests that the key aspects of interactions with bimanual tools are tool complexity and intermanual coordination. During grasping bimanual tools additional brain regions along the dorso-dorsal stream of neural processing were engaged, corroborating the need for more demanding online control of bimanual actions. These results emphasize the importance of the intermanual coordination in preparing bimanual actions with tools, as well as the increased sensorimotor and visuomotor processing for this category of tools. The contribution of this study to the field of neuroscience is a characterization of the neural underpinnings and mechanisms underlying functional interactions with bimanual tools.
Description
Wydział Psychologii i Kognitywistyki
Sponsor
The study described in this thesis was funded by the National Science Center in Poland (Narodowe Centrum Nauki, NCN) grant Maestro 2011/02/A/HS6/00174 to Grzegorz Króliczak. The equipment used for data acquisition and analyses was funded by the Ministry of Science and Higher Education (Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, MNiSW) grant 6168/IA/128/2012 to Grzegorz Króliczak. The development of some of the programming tools used in the analyses was supported financially by the Dean of the Faculty of Psychology and Cognitive Science, AMU – prof. Mariusz Urbański.
Keywords
dwuręczność, narzędzia, praksja, planowanie, fMRI, bimanuality, tool-use, praxis, planning, fMRI