Zgodnie z wynikami badania, "montaż ten odbywa się w obszarze mózgu w pobliżu lewego ucha, gdzie znajduje się" centrum dowodzenia "do obsługi obiektów", wyjaśnił Uniwersytet w Coimbrze (UC) w oświadczeniu przesłanym agencji prasowej Lusa.

Dane te mogą mieć "ważne implikacje dla robotyki, interfejsów mózg-maszyna i deficytów działania spowodowanych urazami mózgu", podkreślono.

Badanie wykazało, że "podobnie jak słowa języka można utworzyć z rekombinacji liter alfabetu, cały repertuar ludzkich czynności manualnych można również zbudować z niewielkiej liczby podstawowych elementów".

Naukowcy wykorzystali "modelowanie obliczeniowe danych funkcjonalnego rezonansu magnetycznego, aby wykazać, że obszar mózgu zwany zakrętem nadoczodołowym (SMG) - zlokalizowany w lewym dolnym płacie ciemieniowym i znany już ze swojej roli w planowaniu działań ukierunkowanych na obiekt - konstruuje reprezentacje złożonych działań z rekombinacji ograniczonego zestawu skoordynowanych wzorców ruchowych palców, dłoni, nadgarstków i ramion".

Te wzorce ruchowe nazywane są przez naukowców synergiami kinematycznymi.

"Postawa dłoni podczas używania nożyczek jest podobna do postawy podczas używania szczypiec, mimo że nożyczki i szczypce mają bardzo różne funkcje. I odwrotnie, nawet jeśli nożyczki i nóż uniwersalny mogą być używane w tym samym celu, sposób trzymania każdego z tych przedmiotów jest zupełnie inny" - wyjaśnia UC.

W ten sposób naukowcy byli w stanie zrozumieć, że "aktywność w SMG przedstawia bardzo podobne reprezentacje dla obiektów, które wymagają podobnych pozycji rąk".

"Kiedy używamy rąk do chwytania przedmiotów, nie musimy myśleć o konstruowaniu działania z jego elementarnych części, tak jak native speaker nie musi myśleć o tym, jak wymawiać słowa, których chce użyć. Procesy, w których pośredniczy zakręt nadskrzyżowaniowy, zawsze działają automatycznie w tle, poza centrum naszej świadomej uwagi".

Główna autorka badania, Leyla Caglar, która prowadziła te badania podczas stażu podoktorskiego na Carnegie Mellon University i University of Coimbra, stwierdziła, że podobnie jak regiony mózgu odpowiedzialne za język łączą dźwięki lub fonemy, tworząc słowa, mózg łączy również synergie kinematyczne, tworząc złożone działania skierowane na obiekty.

Według Leyli Caglar, z tego zamkniętego zestawu podstawowych elementów mózg konstruuje cały repertuar działań, które można wykonać ludzką ręką.

"Wyniki te potwierdzają koncepcję, że zakręt nadskrzyżowaniowy funkcjonuje jako centrum montażowe, łącząc podstawowe elementy działań w bardziej złożone i funkcjonalne sekwencje" - podkreśliła badaczka, która obecnie pracuje w Mount Sinai Medical Centre (Stany Zjednoczone).

Współautor badania i neuronaukowiec z Uniwersytetu w Coimbrze, Jorge Almeida, stwierdził, że jeśli te synergie zostaną zmapowane "bezpośrednio z aktywności neuronalnej", możliwe będzie "zbudowanie bardziej wydajnych interfejsów mózg-maszyna, pozwalających użytkownikom kontrolować protezy z większą naturalnością, precyzją i elastycznością".

"Przybliża nas to również do stworzenia sztucznych systemów zdolnych do działania ze zwinnością, wydajnością i inteligencją porównywalną do ludzi" - podkreślił Jorge Almeida.

Odkrycie dokonane w tym badaniu otwiera również nowe perspektywy dla zaburzeń, takich jak apraksja, schorzenie neurologiczne, w którym pacjenci tracą zdolność do prawidłowego używania przedmiotów, pomimo ich rozpoznawania.