意识到自己的身体,坐姿和手部位置。现在在镜子中可视化您的脸。然后回想一下您大部分的时间。最后,想象一下晚上的程序。

这些精神状态有什么共同点?他们将您作为主题。对于每个人,如果您没有意识到,您的大脑对心跳的反应就会有些困难。

多年来,人们一直怀疑,要创造一种自我意识,大脑必须与来自身体的信号相互作用。每当您经历一个主观过程时,就会发生这种情况,无论是您对身体的意识,感知,自我形象或思想转变。朝你。

大脑永远不会缺少这样的信号,它们会不断地从身体的深处(从心脏,肺部,胃部到达……)到达大脑。其中一些是化学性的,例如激素泄漏到血液中,其他人则采取电脉冲形式的神经通路。这些信号共同为大脑提供了完整的身体状态图。并且它们影响其活动。例如,胃中包含的细胞会产生非常低频的电节律-每20秒振荡一次。这种节律控制着消化过程中的肌肉收缩,但它甚至存在于该阶段之外,并通过神经途径传递到大脑。在2016年,我们的团队证明了这种潜伏在胃中的电振荡器可以调节某些脑电波的振幅。

但是首先要研究的是心脏的影响。研究人员认为这特别重要,特别是因为该器官向大脑发送信号的频率很高。心脏每秒大约收缩一次。在大多数情况下,尽管有些拍子比其他拍子更敏感,但我们并没有自觉地感知这些拍子。在他们每个人中,心脏和主动脉都变形了。专门的神经细胞(机械感受器)激活并通知大脑心脏收缩刚刚发生。接收到此信息会触发大脑的多个区域(尤其是岛状,体感皮层,腹侧前额叶皮层,后扣带皮层和前突神经)活动的短暂增加。这称为“对心跳的大脑反应”(或 ,对于法语中“心脏诱发的电位”而言,是指心脏诱发的电位。

自我锚定在身体中的参照物

连同其他研究人员,例如在1990年代提出这一假设的葡裔美国人神经学家安东尼奥·达马西奥(Antonio Damasio),我们已经假设大脑会使用这种反应来定义自我。一系列最近的经验倾向于证实这一点。他们包括研究大脑对心跳的反应是否与自我意识相一致。有了这样的想法,即这种反应越强烈,这种感觉就越多,并且在各个层面上都越发:我们对所看到的事物越认同,我们越相信自己在与我们相似的面孔中认识到自己,我们的思想就会越多。转向自己等等

让我们从最基本的层次开始,即身体自我意识。它涉及到对自己的身体的感知,对它属于我们的感觉,对它在空间中位置的了解。先验的组件很难处理!然而研究人员已经通过基于身体错觉的聪明实验实现了这一目标。

要了解这种体验,必须记住,对于我们大多数人来说不言而喻的身体意识实际上是大脑的复杂结构。但这不是万无一失的。因此,在某些患者中,特别是那些所谓的自体视力障碍的受害者,他们报告看到自己的身体在他们面前受到困扰。他们给人以为这个虚拟的身体属于他们,并相信它们位于它所占据的地方。这些患者经常有岛状病变,这是内部信号尤其是心脏的主要接收区域之一。

然后,一些研究人员试图操纵正常对象的感知,以给他们留下居住在另一个地方的不同身体的印象。身体错觉的最初经历可以追溯到1990年代,并且集中在手上。以所谓的“橡胶手”为例。想象一下,您的手平放在桌子上,但是“屏幕”阻止您看到它。在您面前,您会看到一只橡皮手。实验人员用刷子同时抚摸您看不见的手和假体。逐渐地,您会得到一种印象,即您的爱抚已应用到橡胶手上。您将开始感到这只手属于您,它是您身体的一部分。如果突然实验者假装用针刺破它,您将跳起来,好像自己的手受到了威胁。

如果假体大致为手形,并且其放置位置与您的身体相适应,则会发生这种错觉。满足这些条件后,手可能会很长或颜色与您的颜色不同,您仍然会觉得它属于您。一个简单的粉红色烤箱手套就能解决问题!这些经历揭示了身体意识的可塑性,能够整合外部物体。

我是娃娃,我是巨人

2011年,伦敦大学的Manos Tsakiris展示了心脏对将外肢整合到自己的身体图中的这种能力的影响:他表明,另一个人擅长于有意识地检测人的心跳。 -当然不用他的脉搏-橡胶手的幻觉越强烈。但是,正是这种错觉的一种变体,洛桑理工学院的奥拉夫·布朗基小组在2013年至2016年进行的一系列实验中获得了最惊人的结果。虚拟现实给参与者的印象是他们“从身体中出来” (出于身体错觉)。为了表示它,想象一下刷子抚摸着您的背部,而虚拟现实眼镜向您的身体投射出了以相同方式抚摸其背部的图像。逐渐地,您会感到被虚拟空间定位在空间中的奇怪感觉,并给人一种印象,即虚拟空间就是您自己的身体。

即使眼镜向您显示一个洋娃娃或巨人,也会产生这种幻觉,这种幻觉会重现自发性视力障碍。重要的是,画笔运动的视觉效果与笔触很好地同步。如果视觉和触摸提供的信息同时到达大脑,则后者会将其解释为来自同一位置,也就是说来自我们自己的身体。

奥拉夫·布朗克(Olaf Blanke)的团队通过测量参与者的心脏和大脑活动来重现这种幻想。研究人员通过问卷进一步评估了它的强度(“等级为1到7,您觉得自己看到的是自己的身体有多少”)。他们表明,大脑对心跳的反应越强,幻觉就越强烈。

我们的解释是,这种回应会产生一种“自我标签”,因为它的范围很广,因此更加引人注目。当启动时,由于一致的感官信息,大脑将感知归因于自身。这会使参与者感到自己所看到的身体是自己的。同一小组进行的另一项实验是朝这个方向进行的:如果虚拟身体闪烁着参与者心跳的节奏-换句话说,如果参与者在他的心脏打开大脑中的“自我标签”的瞬间看到了这个身体。 -,幻觉更强。即使参与者不知道眨眼和自己的心律之间的关系,也可以做到这一点。

当然,这是假设外部(视觉,触觉)和内部(心跳)感知都嵌入大脑中的某个位置,也就是说,它们以某种方式交互。其他。这种融合的机制仍然知之甚少,但研究人员提出了两种非排他性的方法:由于协调大脑的振动,这些知觉的处理可以同步进行。否则会涉及到普通的大脑区域。

奥拉夫·布朗克(Olaf Blanke)团队的另一项经验表明,绝缘体是外部和内部信息相交的那些整合区域之一。他们仍然使用相同的错觉,但是这次是患者的右岛被肿瘤破坏。在家里,虚拟身体的眨眼与心律的节奏并没有增强居住在该身体上的印象,这是研究人员认为,这表明绝缘体不再在视觉信号之间进行正确的整合。和心脏。然后,自我被打乱,以至于在幻觉中,患者有复制自己的印象。

卢森堡大学的安德烈·舒尔茨(AndréSchulz)和他的同事们说,在其他患有自我知觉障碍的患者中,大脑对心脏信号的处理也发生了变化。在2015年,这些研究人员研究了“人格解体”的案例,这些案例使患者感到与自己的身体,感觉和行为异常脱节。但是,当被要求注意他们的心跳时,大脑对这些心跳的反应不会增加-而在“正常”参与者中会加剧。一种异常,可能反映出心脏和大脑之间的通讯问题,可能是在疾病的起源。

识别自己的脸:心跳问题

当“自我标签”在大脑中亮起时,不仅是身体意识受到威胁:它甚至标志着我们自己的形象和思想内容。 。 2016年,伦敦皇家霍洛威大学的Alejandra Sel及其同事取得了惊人的成绩。在他们的实验中,一个参与者看到了另一个人的闪光照片,有时是他们心跳的节奏,有时是随机的。然后,他被要求估计他的脸和计算机编辑的照片之间的相似性,这将他自己的特征与他所观察到的人的特征混合在一起。结果表明,当参与者以与心跳同步的速率看到对方的图像时,他们会更多地识别出包含对方特征的面部。 “自我标签”是他的大脑创造的。

先前的工作已经表明,当我们抚摸自己的脸时,我们将自己的形象与另一个人的形象混合在一起,而看着对方也受到了同样的抚摸。自我的可延展性令人着迷。您对自己的表象是您一生中积累的东西,一直是您对着镜子看的时候。这是您身份的一部分。但是,正如这些实验所证明的那样,两分钟的面部刺激,甚至是与心跳同步的图像的简单演示,都足以对其进行修改。但是请放心,这些影响不会持续很长时间!

至于心跳对我们思想的影响,也是在2016年由我们的团队发现的。我们进行了一项实验,其中20名受试者只需要让他们的思想徘徊,直到他们被视觉信号打断。然后,他们被要求评估信号出现时与自己相关的想法。在这段时间里,他们记录了他们的心脏活动以及他们的大脑活动,这些活动是通过磁脑电图技术获得的,该技术可以检测由神经元活动产生的微小磁场。因此,我们测量了大脑响应于视觉信号之前的两个心跳的活动,因此认为受试者正在进行分析。

心脏将思想归于自我

我们已经表明,与自我相关的思想越多,大脑对心跳的反应就越强。换句话说,如果您想象自己今晚要去看电影,那么您的大脑对心跳的反应要比没有想到不出现时的反应多,例如“彼得明天去度假”。在两个大脑区域(扣带回后部皮质和腹侧前额叶皮质)中的情况尤其如此,这些结构在所有关于自我意识的任务中被经典证明(当您被要求回忆记忆或以评估您的个性)。

并行观察到心率无变化。因此,解释这些活动爆发的不是这种节律的改变:心脏信号和“基本”大脑活动之间的相互作用将以随机的间隔触发这些爆发。这符合神经学家安东尼奥·达马西奥(Antonio Damasio)的理论,根据该理论,内部信号的波动是自我意识的起源。我们的结果表明,不需要任何变化:人体只需要定期发送大脑可以参考的信号即可。

当然,如果您的心脏开始跳动,您的想法就会转向您,因为当生理状态发生变化时,内部信号的作用也会发出警报。例如,如果您跑上公共汽车,您会感到自己的心脏和呼吸加快,并开始感到发烫。进入车辆​​后,您将尝试更加平静地呼吸,找到一个坐下并脱下外套的地方。因此,您已经调整了自己的行为,以使这些生理参数恢复到正常水平。因此,这些信号对于保证身体生理变量(即稳态)的平衡至关重要。但是我们已经表明,即使它们没有变化,它们也是基本的,因为它们构成了自我的参照。

除了与自我意识直接相关的任务之外,这种机制还可以存在于任何主观过程中。实际上,我们的团队已经表明,大脑对心跳的反应幅度可以预测受试者是否能够有意识地看到视觉刺激(在这种情况下,一系列线条几乎没有从明亮的背景中脱颖而出)。好像“自我标签”必须被大脑激活,以便我们的注意力转向这种感知体验,我们对自己说:“我看到了一些东西。 ”

如果大脑对心跳的反应是自指的,那么对装有起搏器甚至是人造心脏的患者的后果是什么?在这两种情况下,类似于心脏信号的信号都会到达大脑,因为今天在人体中测试的人造心脏会产生“跳动”,即它们会定期排出血液。然后,主动脉的机械感受器捕获变形并重建能够构成自参考系的信号。相反,正在发育的新人造心脏不是通过搏动而是通过不断循环的血液流动来工作。机械感受器会持续开启或关闭吗?自我会受到影响吗?其他内部信号(例如来自胃部的信号)是否足以保持信号不受太多干扰?

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