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INTRODUZIONE ALLA PERCEZIONE APTICA UMANA Presentazione di Elena Pasquinelli nellambito delle ricerche per una tesi di dottorato dal titolo LE ILLUSIONI.

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1 INTRODUZIONE ALLA PERCEZIONE APTICA UMANA Presentazione di Elena Pasquinelli nellambito delle ricerche per una tesi di dottorato dal titolo LE ILLUSIONI DELLA PERCEZIONE APTICA. ASPETTI EPISTEMOLOGICI E APPLICAZIONI

2 Oggetto A partire dallo studio del sistema aptico umano apertura di alcune prospettive epistemologiche sulla percezione che si collocano allinterno del dibattito sulla cognizione situata e incarnata

3 Strategie Analisi di dati empirici, in particolare in relazione a studi diretti alle illusioni della percezione aptica: –Illusione della dimensione–peso –Alcune illusioni propriocettive, esterocettive, expropriocettive legate al tatto dinamico –Alcune illusioni multimodali e intermodali

4 Riassunto e risultati effetti del movimento sulla percezione ruolo della cognizione nella percezione Percezione aptica è attiva e intelligente a) Illusione dimensione-peso (swi):

5 ruolo dei recettori muscolari nella propriocezione ruolo dei recettori della percezione della posizione e movimento del corpo nella estero e expropriocezione Percezione aptica è incarnata b) Illusioni della proprio, estero e expropriocezione :

6 Esistenza interazione tra modalità No dominanza assoluta Dominanza determinata da compiti funzionali Integrazione tra percezione aptica e altre modalità sensoriali sulla base di scopi, contesti e funzioni c) Illusioni plurimodali e intermodali (percezione visiva e aptica):

7 Movimento, cognizione, corpo e altre modalità sensoriali entrano nel conto dei risultati percettivi aptici Necessità di una riconcettualizzazione delle modalità sensoriali

8 Obiettivi polemici Interpretazione modulare rigida della percezione Classificazioni dei 5 sensi

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10 Definizioni della percezione aptica Revesz (1950): la percezione aptica incorpora insieme informazioni cutanee e informazioni cinestetiche Gibson (1966): The sensibility of the individual to the world adjacent to his body by the use of his body will here be called the haptic system. The word haptic comes from a Greek term meaning "able to lay hold of." It operates when a man or an animal feels things with his body or its extremities. It is not just the sense of skin pressure. It is not even the sense of pressure plus the sense of kinesthesis. […] The haptic system, then, is an apparatus by which the individual gets information about both the environment and his body. He feels an object relative to his body and the body relative to an object.

11 Turvey (1996): The perception of object properties by wielding is a prominent example of dynamic touch. Turvey (1993): What sets kinesthetic touch apart from other forms of touch is the prominent contribution of muscular effort and its sensory consequences. As a grasped object is wielded, the receptors that interpenetrate muscular and tendinous tissues are mechanically stimulated. These mechanoreceptors, as they are called, respond to the stretching, twisting, and bending of muscles and tendons. Their collective response to the changing flux of mechanical energy is the primary (although not the exclusive) neural basis of dynamic touch.

12 Srinivasan, Basdogan (1999): «Haptics is concerned with information acquisition and object manipulation through touch. Haptics is used as an umbrella term covering all aspects of manual exploration and manipulation by humans and machines, as well as interactions between the two, performed in real, virtual or teleoperated environments. Haptic interfaces allow users to touch, feel and manipulate objects simulated by virtual environments (Ves) and teleoperator systems ».

13 La percezione aptica è un apparato che estrae informazioni sul sistema costituito dalla mano (naturale o artificiale) e dalloggetto (reale o virtuale) in virtù dellazione insieme esplorativa e percettiva degli organi di movimento

14 Interesse delle ricerche sul sistema aptico Ricerche sul sistema aptico aprono una prospettiva epistemica su: –Relazione percezione-movimento-cognizione –Relazione percezione oggetti-corpo proprio –Relazione tra modalità sensoriali Ricerche su sistema aptico umano permettono di individuare applicazioni utili rispetto allaptica umana e a quella artificiale (interazione uomo- macchina)

15 Definizioni delle illusioni Illusioni = errori commessi dai sistemi percettivi nel misurare i fatti esterni Gregory: Le illusioni percettive sono il risultato di un funzionamento inadeguato a livello dei recettori (strumenti dello scienziato) o delle strategie cognitive (ipotesi dello scienziato), poiché la percezione funziona come unipotesi scientifica (modello costruttivista o cognitivo della percezione) Illusioni = fenomeni percettivi in continuità con la percezione normale Turvey: Le illusioni dipendono dagli stessi principi della percezione "normale". Il fatto di essere considerate "errori" non dipende da un disaccordo tra attività percettiva e realtà esterna, ma da un disaccordo tra quello che il soggetto misura con la sua percezione e quello che lo sperimentatore misura della percezione del soggetto.

16 Valore pratico e epistemico delle illusioni Le illusioni si prestano allo studio attraverso test: –sono fenomeni individuabili e circoscrivibili –sono fenomeni sistematici –sono fenomeni riproducibili (con variazioni parametri) –sono fenomeni quantitativi (forza dellillusione, misura dei parametri fatti variare) Le illusioni mettono in evidenza i meccanismi della percezione: –quali stimoli sono significativi –quali interazioni influiscono sulla percezione

17 Illusioni del sistema somatosensoriale Illusioni del Tatto dinamico: Illusioni aptiche della propriocezione, esterocezione e expropriocezione Illusioni del Tatto passivo: epicritico: Illusioni cinestetiche e propriocettive (vibrazione, pressione dei meccanocettori dei muscoli, tendini, articolazioni) Illusioni esterocettive senza tatto dinamico (vibrazione, pressione dei meccanocettori della pelle) protopatico: Illusioni termiche Illusioni dolorifiche Illusioni multimodali: Intersensoriali, intrasensoriali, plurimodali, sostituzione sensoriale

18 I GRUPPO DI ILLUSIONI : ILLUSIONI DEL PESO effetti del movimento della mano e del braccio e ruolo della cognizione nella percezione aptica del peso

19 Illusioni della percezione del peso Size-weight illusion (swi) Charpentier (1891): effetto del volume sulla percezione del peso: per due sfere di eguale massa ma diametro diverso, sollevate nel palmo della mano, la più grande è percepita come più leggera. Le spiegazioni della swi si sono concentrate sull'influenza del movimento sulla percezione del peso Due versioni del ruolo del movimento nellillusione del peso: –Spiegazioni centrali e cognitive: programmazione centrale del movimento rispetto all'oggetto –Spiegazioni periferiche o puramente sensoriali: modello del tensore inerziale

20 Modelli centrali o cognitivi Conoscenze ed esperienze passate del soggetto: –Il soggetto sa, in base alla propria esperienza precedente, che un oggetto grande pesa tipicamente di più di un oggetto piccolo Comando motorio centrale: –Il programma di movimento impiega un comando motorio più grande per sollevare loggetto più grande Contrasto: –La velocità inattesa del sollevamento o comunque l'eccesso di forza impiegato si traduce nella percezione di una minore pesantezza rispetto ad oggetti più piccoli ma di massa identica

21 L'illusione deriva dal confronto tra linformazione sensoriale periferica successiva al movimento e dalla programmazione centrale del movimento Lillusione deriva dallesperienza precedente con loggetto, le cui informazioni vengono integrate con quelle attuali sul peso Il confronto può prendere varie forme: –Scariche corollarie confronto centrale –Preparazione dei muscoli per lazione confronto periferico Senza confronto cè: –Integrazione dellinformazione

22 Obiezioni alle spiegazioni dallalto –Ruolo della cognizione: problema delle impermeabilità dellillusione del peso alla conoscenza (Flournoy, 1894) –Ruolo delle esperienze passate: l'illusione si presenta solo se le rappresentazioni visive delloggetto sono acquisite contemporaneamente al suo sollevamento (percezione aptica) (Masin e Crestoni,1988) –Confronto sensorio-motorio: la forza dellillusione rimane costante nel corso di una serie di sollevamenti, quindi anche al migliorare delle predizioni motorie (della programmazione) e dell'aspettativa cognitiva: lillusione non varia in caso di presenza o assenza di errori sensorio- motori (Flanagan, Bletzner, 2000)

23 Modello del tensore inerziale (I ij ) Percezione aptica è dinamica: sempre accompagnata da movimenti, come il sollevare o il manipolare Una teoria adeguata della percezione del peso deve tenere conto del ruolo del movimento Rifiuto di interventi cognitivi o dall'alto: Lesperienza passata o i comandi motori non contano per la percezione in corso Descrizione puramente meccanica del sistema aptico in movimento e delle sue conseguenze sullambiente percettivo: Necessità di riconcettualizzare il ruolo dellattività muscolare

24 Biomeccanica dei movimenti degli arti La meccanica del movimento delloggetto è di tipo rotazionale: Oggetto soppesato, manipolato, ecc. è sottoposto a movimenti rotazionali degli arti centrati sulle articolazioni Loggetto oppone una resistenza allaccelerazione rotazionale, quantificata da un ipernumero: Tensore dellinerzia Linerzia rotazionale è funzione della massa e della distribuzione di questa massa rispetto al punto di rotazione

25 Peso e distribuzione della massa Swi indica che nella percezione del peso sono rilevanti la massa e la dimensione: Dresslar (1894): lillusione persiste per oggetti costanti in dimensione e massa, ma che variano per compattezza E possibile riconcettualizzare la compattezza come distribuzione della massa Swi è funzione della maniera in cui la massa è distribuita, e quindi è in rapporto con linerzia rotazionale

26 Effetti della variazione di I ij sulla percezione del peso (Amazeen, Turvey, 1996) Ipotesi: gli effetti complessi della massa e del volume sulla percezione del peso (swi) seguono semplicemente dalle invarianti della dinamica rotazionale, non da inferenze Esperimenti: Variazioni dellinerzia rotazionale di oggetti tenuti in mano, a massa e volume costanti vengono ottenute mediante variazioni nella distribuzione della massa Variazioni dellinerzia rotazionale che imitano variazioni di volume a massa costante (con massa e volume costante) Variazioni dellinerzia rotazionale che imitano variazioni di massa a volume costante (con massa e volume costante) Occlusione degli oggetti alla vista Risultati: –Il peso percepito dipende solo dallinerzia rotazionale, e la swi è puramente aptica

27 Considerazioni sul modello del tensore inerziale Il movimento entra nei risultati della percezione aptica del peso –Modello in cui lanalisi dellinput dipende dai risultati delloutput Linfluenza dei risultati del movimento sui risultati della percezione non dipende dallintervento di processi cognitivi, ma dalla biomeccanica del movimento del sistema aptico e dalle sue conseguenze sul sistema mano-oggetto –Circuito diretto percezione-movimento –Spiegazione non cognitiva del ruolo degli effetti del movimento sulla percezione

28 Obiezioni al modello del tensore inerziale Illusione della palla da golf –Ellis, Lederman, 1988: effetto dellesperienza passata sulla percezione del peso: per due palline da golf di uguale peso, ma aspetto diverso (palla da gioco, palla da allenamento), solo i golfisti sperimentano lillusione che la palla da gioco sia più leggera Alcuni tipi di conoscenza influenzano i risultati dei processi percettivi e generano illusioni aptiche, anche se la swi sembra essere impermeabile ad altri tipi di cognizione

29 La percezione aptica non è ricezione passiva di stimoli: il movimento esplorativo entra nel conto dei risultati percettivi - con le sue caratteristiche biomeccaniche - con le sue capacità anticipatorie La percezione aptica è ATTIVA

30 Linput aptico è costituito dalle conseguenze dellatto motorio esplorativo: - la percezione delle caratteristiche delloggetto è mediata dallatto motorio, ma non da inferenze cognitive slegate dal movimento - linput percettivo non è un dato bruto che attende elaborazioni cognitive La percezione aptica è INTELLIGENTE

31 II GRUPPO DI ILLUSIONI : ILLUSIONI INDOTTE DA VARIAZIONI DI Iij Ruolo della percezione del corpo in movimento in tutti i tipi di percezione aptica

32 Illusioni esterocettive, expropriocettive, propriocettive prodotte da manipolazioni dellinerzia rotazionale del sistema Turvey e coll.: esterocezione, propriocezione, expropriocezione sono in relazione con i movimenti rotazionali degli arti e quindi con linerzia rotazionale La manipolazione di specifiche caratteristiche dellinerzia rotazionale del sistema provoca illusioni aptiche

33 Illusioni esterocettive (manipolazione di I ij ) La manipolazione degli autovalori del tensore inerziale influenza la percezione dellestensione di un oggetto e provoca illusioni analoghe alla swi Esperimenti: ai soggetti è richiesto di indicare la fine di un bastone che tengono in mano per lestremo opposto, senza poterlo vedere –Viene variata la distribuzione della massa del bastone, aggiungendo dei pesi in punti diversi della sua lunghezza, per un punto di rotazione fisso –Viene variato il punto di rotazione, facendo impugnare il bastone in punti diversi, per una distribuzione fissa della massa (il momento dellinerzia diminuisce quando il centro di rotazione si avvicina al centro di massa) Risultati: Dipendenza lineare della lunghezza percepita dalla lunghezza attuale e dalla distribuzione della massa (momento dellinerzia) delloggetto –Lunghezza percepita cambia al variare dei momenti principali dellinerzia del sistema mano-oggetto. Aumenta quanto più la massa aggiunta è distale e quando lasse di rotazione è lontano dal centro del bastone

34 Azioni di I ij sulla percezione dellestensione Lunghezza percepita –effetti illusori del diametro sulla lunghezza percepita aumenta all'aumentare del maggiore dei momenti principali diminuisce all'aumentare del minore (effetti illusori del diametro sulla lunghezza percepita) Larghezza percepita aumenta col minore degli autovalori diminuisce con l'aumentare del maggiore Forma percepita –Lellissoide dellinerzia (la rappresentazione geometrica del tensore dellinerzia) può somigliare alla forma delloggetto correlazione con lindice inerziale delloggetto (quoziente del più grande e del più piccolo dei momenti principali dellinerzia)

35 Illusioni expropriocettive (manipolazione di I ij ) La percezione della posizione mano rispetto al bastone che tiene dipende dalla distanza tra centro di massa CM dellasta e centro di rotazione CR (polso) che induce variazioni in I ij : Esperimenti: la distribuzione della massa di un bastone impugnato al centro è modificata aggiungendo una massa ad un estremo dellasta – questo provoca uno spostamento del CM rispetto al CR: il CM sale quando il peso è aggiunto nella parte di asta sopra la mano; in corrispondenza, I ij varia rispetto alla condizione senza masse aggiunte o con masse aggiunte simmetricamente Risultati: la percezione della posizione della mano rispetto alloggetto mostra una dipendenza da I ij (in particolare da uno dei prodotti dellinerzia, quello proporzionale alla distanza tra CM e CR): –I soggetti valutano la posizione della presa più in basso rispetto a quella attuale, quando la massa è aggiunta sopra la mano, rispetto alla condizione simmetrica

36 Illusioni propriocettive (manipolazione di I ij ) La manipolazione degli autovettori del braccio influenza la percezione dellorientamento dellarto nello spazio Esperimenti: manipolazioni degli autovettori del tensore inerziale del braccio ottenute modificando la distribuzione della massa di un oggetto tenuto in mano, grazie allaggiunta di masse in posizione asimmetrica Risultati: Rispetto alla condizione in cui i pesi sono posti in maniera simmetrica, i soggetti puntano più a sinistra quando la massa è aggiunta a destra, e più a destra quando la massa è aggiunta a sinistra (illusione di posizione)

37 Considerazioni sul modello I ij Il modello del tensore inerziale fornisce un modello unico per la percezione aptica –La resistenza alla rotazione costituisce lo stimolo significativo per la percezione attraverso il tatto dinamico, sia che esso riguardi le proprietà delloggetto tenuto in mano, che del braccio che si muove o tiene loggetto: Le grandezze degli oggetti (estensione, peso) sono in relazione con i momenti del tensore dellinerzia Lorientamento degli oggetti e degli arti è in relazione con gli autovettori del tensore dellinerzia delloggetto o dellarto La lunghezza parziale di un oggetto rispetto alla mano che lo tiene = posizione della presa è in relazione con prodotti e momenti dellinerzia insieme

38 Nel modello del tensore inerziale tutte le forme di percezione aptica sono ricondotte alla percezione del proprio corpo in movimento –Muovere un arto può essere considerato un caso di tatto dinamico, come muovere un oggetto per percepirne il peso –Il sostrato neurale è rappresentato dalla deformazione dei recettori muscolari e tendinei (senso muscolare), sia per la percezione delloggetto che del proprio corpo

39 Conferma del ruolo propriocettivo del senso muscolare Illusioni propriocettive (vibrazione muscoli) La vibrazione passiva dei muscoli (anche con anestesia dei recettori della cute e delle articolazioni) provoca: –illusioni di movimento –illusioni di posizione, fino a posizioni anatomicamente impossibili I fusi neuromuscolari non sono addetti solo al controllo automatico del movimento, ma anche alla sua percezione cosciente

40 Lattività percettiva del sistema aptico è fondata sul senso muscolare ovvero sulla percezione delle condizioni di movimento del corpo proprio attraverso lazione dei recettori muscolari La percezione aptica è INCARNATA

41 III GRUPPO DI ILLUSIONI : ILLUSIONI CHE RIGUARDANO PERCEZIONE APTICA E VISIVA Rapporto della percezione aptica con le altre modalità sensoriali

42 Illusioni plurimodali (illusioni geometriche) Alcune illusioni ottiche (Muller-Lyer, orizzontale- verticale,..) hanno un corrispettivo tattile Modelli esplicativi: –Meccanismi puramente visivi, transfert intermodale –Spiegazioni motorie

43 Obiezioni alla dominanza visiva sulla percezione aptica Illusioni aptiche geometriche esistono anche in soggetti ciechi dalla nascita Illusioni geometriche possono presentare differenze nella modalità visiva e in quella aptica Visione e tatto nellillusione della dimensione-peso: –Lillusione della dimensione-peso può essere generata da uno stimolo visivo (visione dimensioni) che precede quello tattile (apprezzamento del peso), ma lillusione esiste anche nella sola modalità aptica –Lillusione della dimensione-peso suscitata da uno stimolo visivo è meno forte di quella puramente aptica

44 La percezione aptica è AUTONOMA La mediazione visiva non è necessaria né sufficiente a spiegare le illusioni aptiche

45 Conflitto intersensoriale In caso di conflitto tra stimoli visivi e stimoli tattili la dominanza varia a seconda delle condizioni contestuali e del compito (Heller, Calcaterra, Green, Brown, 1999) Esperimenti: I soggetti devono valutare visivamente e apticamente la dimensione di alcuni oggetti Linformazione visiva è deformata rispetto a quella tattile attraverso luso di lenti che rendono loggetto visivo apparentemente più piccolo delloggetto aptico Risultati: Contrariamente ai modelli correnti (Rock, Victor, 1964), non cè dominanza di una modalità sullaltra in situazioni conflittuali: I risultati sono una media tra linformazione visiva e quella tattile I soggetti spostano la loro "fiducia" verso la vista o verso il tatto (dominanza) in relazione alla precisione richiesta nella valutazione

46 Considerazioni sul conflitto visivo-aptico Il rapporto tra sistemi sensoriali che agiscono contemporaneamente su un oggetto è gestito caso per caso in ragione del contesto e dello scopo dellattività percettiva in corso In generale, la norma è quella di una collaborazione tra sensi: la dominanza visiva non è la norma, neanche in caso di discrepanza Le assunzioni sulla dominanza sensoriale sono spesso delle semplificazioni di processi molto complicati, in cui entrano in gioco la capacità di un senso di attrarre maggiormente l'attenzione, ma anche fattori affettivi, spaziali, cognitivi, legati al compito in corso.

47 La percezione aptica è in un rapporto di COLLABORAZIONE con le altre modalità sensoriali e questo rapporto si organizza sulla base dei COMPITI percettivi e del CONTESTO dellattività percettiva

48 Illusioni intersensoriali (Illusione di Ramachandran) In pazienti che sperimentano un arto fantasma, stimoli visivi possono indurre illusioni propriocettive riguardo alla posizione e movimento dellarto fantasma stesso Esperimenti: viene costruita una scatola (virtual reality box) caratterizzata da due buchi per le mani e uno specchio posto al centro: –Il paziente inserisce la mano sana in un buco e la mano fantasma nellaltro. Lo specchio dà limpressione che la mano fantasma sia diventata improvvisamente visibile –La mano sana del paziente viene sostituita con la mano guantata dello sperimentatore Risultati: Grazie al controllo visivo, il paziente ha la sensazione (illusione) che la mano fantasma si apra, e si libera dalla paralisi dolorosa –La sostituzione della mano fantasma del paziente con la mano guantata di un terzo induce la stessa illusione, fino a produrre la sensazione di posizioni anatomicamente impossibili, quindi non immagazzinate in memoria

49 Considerazioni sulla virtual-reality box La scatola della realtà virtuale di Ramachandran è un caso di illusione (percezione) propriocettiva prodotta da uno stimolo visivo Lo stimolo visivo non si limita a riattivare memorie propriocettive immagazzinate, ma provoca direttamente sensazioni propriocettive nuove e attuali Visione e propriocezione possono interagire ad un livello inferiore a quello delle rappresentazioni

50 Anche se in un certo senso è autonoma La percezione aptica non è una modalità sensoriale IMPERMEABILE I processi visivi possono entrare nel conto dei risultati propriocettivi

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52 Conclusioni La percezione aptica è attiva e intelligente in quanto forma col movimento un circuito percettivo motorio mediata dalla percezione dellattività muscolare coinvolta nellatto percettivo, e quindi dal corpo proprio in movimento autonoma dalle rappresentazioni visive, ma interagisce a vari livelli, anche inferiori a quello delle rappresentazioni, con gli altri sensi

53 Riconcettualizzazione della percezione aptica in quanto sistema aptico (percettivo, motorio e cognitivo) composto di abilità aptiche

54 Obiettivi polemici Sistemi percettivi sono moduli caratterizzati da: –specificità del dominio –accesso centrale limitato agli output percettivi –incapsulamento informazionale – uscite superficiali – localizzazione neurale precisa –(disfunzioni locali) –(velocità) Classificazioni sensoriali basate sullo studio dei sistemi percettivi uno indipendentemente dallaltro e fondate su: –Qualità dello stimolo che ci permettono di conoscere –Esperienza sensoriale introspettiva –Energia dello stimolo –Localizzazioni e differenze anatomiche e meccanismi neurofisiologici

55 Proposte: –Descrizione delle abilità percettive sulla base delle funzioni che svolgono nel complesso cognitivo-motorio di unazione: Descrivere gli atti percettivi in rapporto ad un contesto: –Contesto materiale; es. senza impedimenti, lesioni, ecc. –Contesto funzionale (scopo); es. controllo del movimento –Contesto motorio (atti motori); es. presa di precisione Considerare gli atti motori come organizzatori del comportamento percettivo –Classificazione delle abilità percettive in rapporto ad un vocabolario di atti motori o azioni: No 5 sensi, ma tanti sensi quanti sono gli atti motori che costituiscono il vocabolario motorio delluomo

56 Prospettive Direzione epistemologica: Collegamento degli studi sulle illusioni aptiche alle teorie motorie della percezione Direzione applicativa: Individuazione di sviluppi applicativi delle prospettive aperte da queste ricerche

57 S torie di M acachi. Un Vocabolario per lAzione e la Percezione R izzolatti & co. I neuroni motori della corteccia frontale (area F5) della Macaca nemestrina, possono essere suddivisi in classi sulla base di un certo numero di atti motori diversi –Attivazione specifica per atti motori, e non singoli movimenti Alcuni neuroni in F5 rispondono allo scopo dellazione –Attivazione del medesimo neurone per azioni eseguite con movimenti diversi, ma aventi lo stesso scopo Alcuni neuroni in F5 rispondono a stimoli motori e sensoriali, visivi e somatosensoriali Lo stimolo visivo attiva gli stessi neuroni attivati nel compito motorio corrispondente: neuroni specchio

58 3 T eorie M otorie della P ercezione Rizzolatti e coll.: neuroni specchio, ovvero la percezione attraverso lazione Jeannerod: distinzione tra rappresentazioni percettive dello stimolo visivo (analisi semantica) e rappresentazioni motorie (analisi pragmatica), coscienza dello stimolo e risposta in base agli scopi dellazione Berthoz: la percezione è un simulatore dellazione

59 Tipi di percezione Esterocezione: percezione di oggetti appartenenti al mondo esterno Propriocezione: percezione del proprio corpo, in particolare della posizione e del movimento Expropriocezione: percezione di oggetti relativamente al proprio corpo e del proprio corpo relativamente a oggetti del mondo esterno; esemplare il caso di un oggetto tenuto in mano, manipolato, ecc.

60 Sensibilità sensibilità, s.f. (lat. sensibilitas) [ingl. sensibility]. 1°(fisiologia). Proprietà che hanno certe parti del sistema nervoso di ricevere, di trasmettere o di perceptire delle impressioni. Queste possono essere raccolte alla superficie del corpo (s. superficiale di Déjerine, o esterocettiva di Sherrington; tattile, dolorifica, termica, sensoriale) oppure nel profondo dellorganismo (s. profonda di Déjerine; interocettiva di Sherrington, muscolare, ossea, tendinea e articolare). - s. epicritica (Head) [ingl. epicritic sensibility]. S. complessa, discriminativa, con apprezzamento dellintensità della sensazione e della sua localizzazione nello spazio; mette in gioco lattività della corteccia cerebrale. – s. protopatica (Head) [ingl. protopathic sensibility]. S. semplice, elementare; ne esistono 4 modalità: tattile, termica, dolorifica e cinestesica. – Utilizzato talvolta nel senso di irritabilità (v. questo termine). […]

61 Somestesia somestesia, s.f. (gr. soma, corpo; aisthesis, sensibilità) [ingl. somaesthesia]. Sensibilità alle varie stimolazioni percepite dal corpo, ad eccezione di quelle provenienti dagli organi sensoriali; essa comprende le sensazioni esterocettive (tatto, pressione, caldo, freddo), le sensazioni propriocettive (muscolari e tendinee) e le sensazioni dolorose.

62 Componenti del sistema somatosensoriale Tatto discriminativo (tatto cutaneo): riguarda dimensioni, forma, microstruttura, movimento rispetto alla pelle Propriocezione (cinestesi): riguarda il senso della posizione statica e il senso del movimento delle membra Nocicezione: segnala danni ai tessuti e irritazione chimica Sensazione di temperatura: risponde al caldo e al freddo

63 Recettori del tatto cutaneo (meccanocettori) Corpuscoli di Meissner: strati superficiali della pelle, fibre ad adattamento rapido misurano depressioni minime pelle, aspetti dinamici stimoli, specie vibrazioni a bassa frequenza Dischi di Merkel: epidermide, fibre ad adattameno lento sensibili a stimoli statici, specie pressioni, come microstrutture, bordi, ecc. Corpuscoli di Pacini: tessuti sottocutanei, fibre ad adattamento rapido, capsula a cipolla che funziona da filtro rispondono a perturbazioni transitorie ad alta frequenza, anche distanti, come stimoli mobili Terminazioni di Ruffini: strati profondi della pelle, con asse in parallelo rispetto a linee di stiramento, adattamento lento, sensibilità elevata Terminazioni libere: follicoli piliferi, di cui misurano spostamenti

64 Recettori della propriocezione (meccanocettori) Recettori articolari: fibre ad adattamento rapido inserite nelle capsule articolari informazioni sulla posizione delle membra e il movimetno delle articolazioni Organi tendinei del Golgi: connessi in serie alle fibre muscolari scheletriche sensibili ad allungamenti del tendine, rispondono a cambiamenti di tensione del muscolo (contrazioni) Terminazioni sensitive dei fusi neuromuscolari: inseriti nel muscolo in parallelo con le fibre muscolari extrafusali segnalano cambiamenti di lunghezza, in particolare stiramenti del muscolo

65 Modalità di investigazione del sistema aptico Studi psicologici: psicologia della percezione (studi psicofisici,..), psicologia evolutiva, psicologia cognitiva Neuropsicologia e neurofisiologia: sostrati neurali della percezione e del movimento, funzionamento del sistema nervoso centrale e periferico, patologie del sistema nervoso, degli organi della percezione e del movimento Biomeccanica e biofisica: condizioni meccaniche e fisiche della percezione e del movimento Applicazioni nei domini della scienza informatica, robotica, riabilitazione di patologie motorie e sensoriali

66 Tensore inerziale Tensore inerziale I ij rappresenta la struttura delle diverse resistenze alle forze rotazionali in differenti direzioni Componenti sulla diagonale I ii (momenti dellinerzia) resistenze al movimento tangenziale alla rotazione Componenti esterne alla diagonale (prodotti dellinerzia) resistenze al movimento normale alla rotazione Linerzia rotazionale è quantificata da un ipernumero:

67 Autovalori e autovettori di I Esistono delle quantità invarianti rispetto al sistema di coordinate scelto per descrivere la rotazione Queste quantità, dette momenti principali dellinerzia, rappresentano le caratteristiche di massa e distribuzione di massa di un oggetto Autovalori = momenti principali dinerzia –Quantità della resistenza alla rotazione Autovettori = assi principali dinerzia –Il solo sistema di coordinate non arbitrario: assi rispetto ai quali la massa è distribuita simmetricamente


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