Peripersonal space plasticity

Abstract

A curious aspect that denotes the complexity of our brain concerns its plasticity to reorganise itself in anatomo-functional terms according to the experiences we have in our environment. This plasticity also encompasses the peripersonal space (PPS), the space that can be reached as far as the extension of one's arm-hand allows, both in operational (working place) and defensive terms (DPPS). This expansion is emphasised through the use of tools that extend our motor possibilities, due to the fact that our motor system is able to transfer these onto the tool, expanding the repertoire of actions and extending our operative and defensive motor potential in the environment. In this series of experiments, virtual reality and mixed-reality were considered in order to: 1) Test the possibility that the effects of motor training within a virtual environment may (or may not) produce plasticity phenomena in peripersonal space, and 2) Whether the plasticity of peripersonal space (PPS) by virtue of the somatocentric properties of the neurons involved, in a mixed-reality context, is influenced (or not) by the posture in which the agent is situated, respectively, sitting (classic condition), standing and lying down, and the degree to which its respective boundaries are defined. The results show 1) the expansion of the PPS only following real world tool use but not virtual use, highlighting how the two types of training potentially rely on different processes (Ferroni, Gallese, et al., 2022), and 2) that the expansion of peripersonal space occurs irrespective of the posture in which a person stands, proving that indeed the receptive field of the bimodal peripersonal neurons is somatocentric and independent of posture, also noting less demarcated peripersonal space boundaries in the seated condition than in the other two conditions.

Un aspetto curioso che denota la complessità del nostro cervello riguarda la sua plasticità nel riorganizzarsi in termini anatomo-funzionali a seconda delle esperienze che facciamo nel nostro ambiente. Questa plasticità comprende anche lo spazio peripersonale (PPS), lo spazio che può essere raggiunto fino a dove l'estensione del braccio-mano lo consente, sia in termini operativi che difensivi (DPPS). Questa espansione è enfatizzata dall'uso di strumenti che ampliano le nostre possibilità motorie grazie al fatto che il nostro sistema motorio è in grado di trasferirle sull'utensile, ampliando il repertorio di azioni ed estendendo il nostro potenziale motorio operativo e difensivo nell'ambiente. In questa serie di esperimenti sono state prese in considerazione la realtà virtuale e la mixed-reality per: 1) Verificare la possibilità che gli effetti dell'allenamento motorio all'interno di un ambiente virtuale possano (o meno) produrre fenomeni di plasticità nello spazio peripersonale; 2) Verificare se la plasticità dello spazio peripersonale (PPS), in virtù delle proprietà somatocentriche dei neuroni coinvolti, in un contesto di realtà mista, sia influenzata (o meno) dalla postura in cui si trova l'agente, rispettivamente seduto (condizione classica), in piedi e sdraiato, e il grado di definizione dei suoi rispettivi confini. I risultati mostrano che 1) l'espansione del PPS solo in seguito all'uso di strumenti nel mondo reale ma non in quello virtuale, evidenziando come i due tipi di allenamento si basino potenzialmente su processi diversi (Ferroni, Gallese, et al., 2022), e 2) che l'espansione dello spazio peripersonale si verifica indipendentemente dalla postura in cui una persona si trova, dimostrando che effettivamente il campo recettivo dei neuroni peripersonali bimodali è somatocentrico e indipendente dalla postura, rilevando inoltre dei confini dello spazio peripersonale meno demarcati nella condizione seduta rispetto alle altre due condizioni.