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Spatial action–effect binding denotes the mutual attraction between the perceived position of an effector (e.g., one’s own hand) and a distal object that is controlled by this effector. Such spatial binding can be construed as an implicit measure of object ownership, thus the belonging of a controlled object to the own body. The current study investigated how different transformations of hand movements (body-internal action component) into movements of a visual object (body-external action component) affect spatial action–effect binding, and thus implicit object ownership. In brief, participants had to bring a cursor on the computer screen into a predefined target position by moving their occluded hand on a tablet and had to estimate their final hand position. In Experiment 1, we found a significantly lower drift of the proprioceptive position of the hand towards the visual object when hand movements were transformed into laterally inverted cursor movements, rather than cursor movements in the same direction. Experiment 2 showed that this reduction reflected an elimination of spatial action–effect binding in the inverted condition. The results are discussed with respect to the prerequisites for an experience of ownership over artificial, noncorporeal objects. Our results show that predictability of an object movement alone is not a sufficient condition for ownership because, depending on the type of transformation, integration of the effector and a distal object can be fully abolished even under conditions of full controllability.
Objects which a human agent controls by efferent activities (such as real or virtual tools) can be perceived by the agent as belonging to his or her body. This suggests that what an agent counts as “body” is plastic, depending on what she or he controls. Yet there are possible limitations for such momentary plasticity. One of these limitations is that sensations stemming from the body (e.g., proprioception) and sensations stemming from objects outside the body (e.g., vision) are not integrated if they do not sufficiently “match”. What “matches” and what does not is conceivably determined by long–term experience with the perceptual changes that body movements typically produce. Children have accumulated less sensorimotor experience than adults have. Consequently, they express higher flexibility to integrate body-internal and body-external signals, independent of their “match” as suggested by rubber hand illusion studies. However, children’s motor performance in tool use is more affected by mismatching body-internal and body-external action effects than that of adults, possibly because of less developed means to overcome such mismatches. We review research on perception-action interactions, multisensory integration, and developmental psychology to build bridges between these research fields. By doing so, we account for the flexibility of the sense of body ownership for actively controlled events and its development through ontogeny. This gives us the opportunity to validate the suggested mechanisms for generating ownership by investigating their effects in still developing and incomplete stages in children. We suggest testable predictions for future studies investigating both body ownership and motor skills throughout the lifespan.
Das Körperselbstgefühl stellt einen elementaren, jedoch selten beachteten Bestandteil unserer Wahrnehmung dar, ohne dass wir den Alltag nicht bewältigen könnten. Umso gravierender ist es, wenn dieses Selbstverständnis für den eigenen Körper oder für einen Körperteil durch z.B. einen Schlaganfall verloren geht. Die Grundlagen der Entstehung und der Störung des Körperselbstgefühles sind bisher nur teilweise bekannt. Diese Studie hat zwei Aspekte des Körperselbstgefühles bei Schlaganfallpatienten un-tersucht: die Störung der Puppenhandillusion als eine Unfähigkeit, eine Illusion der Zu-gehörigkeit einer Puppenhand zum eigenen Körper zu empfinden und Asomatognosie als eine spontane Störung des Zugehörigkeitsgefühles zur eigenen Hand. Mit der so genannten Puppenhandillusion (PHI) kann auf einfache Weise die Basis der Selbstidentifikation untersucht werden. Innerhalb kurzer Zeit entsteht bei dem Proban-den der Eindruck, eine vor ihm liegende Puppenhand gehöre zu ihm. Die PHI entsteht, wenn die eigene, für den Probanden verdeckte Hand und eine für den Probanden sicht-bare, direkt über der eigenen Hand platzierte, lebensgroße Puppenhand zeit- und orts-synchron an den Fingern mit Pinseln berührt und bestrichen werden. Es wurden 120 gesunde Probanden und 70 Schlaganfallpatienten an beiden Händen mit der PHI untersucht und das Vorhandensein der PHI durch einen anschließend beantworteten Fragebogen festgestellt. Zusätzlich wurden 64 Schlaganfallpatienten auf das Vorhandensein einer Asomatognosie hin untersucht. Eine Analyse der ischämischen Läsionen der Schlaganfallpatienten wurde mit den dif-fusionsgewichteten MRT-Bildern und frei im Internet erhältlicher Software durchge-führt. Die Ischämien wurden manuell als regions of interest (ROI) markiert und in den Standardraum des MNI152-Gehirns transformiert. Rechtshemisphärische Läsionen wurden über die Mittellinie gespiegelt. Es wurden Subtraktionsanalysen und ein voxel-based lesion-symptom mapping (VLSM) zur Feststellung der für die PHI und eine nor-male Somatognosie essentiellen Hirnregionen angewandt. Repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) als reversible Läsionstechnik wurde über dem ventralen prämotorischen Kortex bei 8 Probanden durchgeführt. Erstmals wurde eine große Gruppe gesunder Probanden mit der PHI untersucht. Es zeigten sich keine signifikanten Unterschiede im Auftreten der PHI in Bezug auf Alter, Geschlecht, Körperseite und Händigkeit. Die PHI konnte bei 86% der Probanden an beiden Händen induziert werden. Bei der rTMS-Untersuchung konnte nach Stimulation des prämotorischen Kortex keine signifikante Änderung des Illusionserlebnisses beobachtet werden. Eine kontraläsional gestörte PHI fand sich bei 11 (16%), eine bilateral gestörte PHI bei zusätzlich 7 (10%) der 70 Schlaganfallpatienten. Wir fanden Läsionsvoxel innerhalb der subkortikalen weißen Substanz in direkter struk-tureller Nähe zum prämotorischen, präfrontalen und parietalen Kortex sowie zur Insel-region, welche eine signifikante Assoziation mit kontraläsionaler bzw. beidseitiger PHI-Störung aufweisen. Eine kontraläsionale Asomatognosie wurde bei 18 (28%) von 64 Schlaganfallpatienten gefunden. Asomatognosie korrelierte nicht mit einer gestörten PHI- weder in der klini-schen Untersuchung noch hinsichtlich der Läsionslokalisation. Unsere Resultate sind vereinbar mit einer Rolle des prämotorischen Kortex und dessen subkortikalen Verbindungen, sowie parietaler Hirnregionen und der Inselregion bei der Entstehung der PHI. Bei Schlaganfallpatienten korrelierte eine Störung der PHI und eine Asomatognosie nicht miteinander, folglich gehen wir von zwei unabhängig voneinander bestehenden Mechanismen aus, denen verschiedene neuronale Netzwerke zugrunde liegen.