Plasticity in body and peripersonal space representations

A successful interaction with objects in the environment requires integrating information concerning object-location with the shape, dimension and position of body parts in space. The former information is coded in a multisensory representation of the space around the body, i.e. peripersonal space (PPS), whereas the latter is enabled by an online, constantly updated, action-orientated multisensory representation of the body (BR) that is critical for action. One of the critical features of these representations is that both PPS and BR are not fixed, but they dynamically change depending on different types of experience. In a series of experiment, I studied plastic properties of PPS and BR in humans. I have developed a series of methods to measure the boundaries of PPS representation (Chapter 4), to study its neural correlates (Chapter 3) and to assess BRs. These tasks have been used to study changes in PPS and BR following tool-use (Chapter 5), multisensory stimulation (Chapter 6), amputation and prosthesis implantation (Chapter 7) or social interaction (Chapter 8). I found that changes in the function (tool-use) and the structure (amputation and prosthesis implantation) of the physical body elongate or shrink both PPS and BR. Social context and social interaction also shape PPS representation. Such high degree of plasticity suggests that our sense of body in space is not given at once, but it is constantly constructed and adapted through experience.

Allo scopo di interagire con oggetti presenti nell’ambiente esterno è necessario integrare le informazioni sulla posizione degli oggetti nello spazio con informazioni riguardanti la forma, dimensione e posizione delle singole parti del corpo rispetto all’oggetto stesso. Due diverse rappresentazioni supportano la codifica di tali informazioni: da una parte, la rappresentazione dello Spazio Peripersonale, una rappresentazione multisensoriale dello spazio intorno al corpo, e dall’altra una rappresentazione multisensoriale del corpo, costantemente aggiornata e orientata all’azione. Una caratteristica critica di queste rappresentazioni è rappresentata dalle loro proprietà plastiche, cioè dalla possibilità di modificarsi in seguito a diversi tipi di esperienza. In questa tesi mi sono focalizzata sullo studio delle proprietà plastiche delle rappresentazioni del corpo e dello spazio peripersonale. Ho sviluppato una serie di metodi per valutare il confine dello spazio peripersonale (Capitolo 4), per studiare i suoi correlati neurali (Capitolo 3) e per valutare le rappresentazioni multisensoriali del corpo. Questi compiti sono stati usati per studiare modificazioni plastiche del corpo e dello spazio peripersonale in seguito all’utilizzo di uno strumento (Capitolo 5), in seguito a una stimolazione multisensoriale (Capitolo 6), amputazione e impianto di protesi (Capitolo 7) e nell’ambito delle interazioni sociali. I risultati ottenuti hanno mostrato come la modificazione nella funzione (in seguito all’utilizzo di uno strumento) o della struttura fisica (in seguito ad amputazione ed impianto di protesi) del corpo determinano una estensione o una contrazione sia della rappresentazione dello spazio peripersonale che della rappresentazione del corpo. Inoltre, i risultati ottenuti hanno dimostrato che la rappresentazione dello spazio peripersonale viene plasmata anche dalle interazioni sociali. Tale livello di plasticità suggerisce che l’esperienza del nostro corpo viene continuata costruita e aggiornata tramite le diverse esperienze.