Hvad kan bevægelser lære os om hjernens funktion?

Udgivet: 9. maj 2022

Forfattere

Kaleb T. Kinder, Abigail DiMercurio, Aaron T. Buss

Mennesker foretager typisk tusindvis af bevægelser hver dag, som gør det muligt for os at navigere og interagere med verden omkring os. Hjernen styrer kroppens bevægelser og kan på forbløffende vis instruere kroppen i at bevæge sig på bare et splitsekund. Selv om hjernen kan bevæge kroppen hurtigt, ser de fleste af vores bevægelser meget glatte og effektive ud. Mens nogle bevægelser er lette eller automatiske, som f.eks. at blinke med øjnene, er andre bevægelser mere udfordrende, som f.eks. at bevæge armen for at vælge mellem to stykker legetøj. Forskere ved, at hjernen fungerer på forskellige måder for forskellige typer af bevægelser. Skjult i vores bevægelser ligger der dog værdifuld information, som kan give et fingerpeg om, hvordan hjernen fungerer. Forskere bruger et nyligt teknologisk fremskridt, kaldet bevægelsessporing, til bedre at forstå hjernefunktioner som beslutningstagning, opmærksomhed og hukommelse.

Hvordan hænger bevægelser og hjernen sammen?

Vi er afhængige af vores krop for at kunne bevæge os og interagere med verden omkring os. Du ved måske, at hjernen kontrollerer evnen til at bevæge sig. Selv simple aktiviteter som at samle en genstand op eller løbe gennem en legeplads kræver, at hjernen hurtigt koordinerer mange kropsbevægelser. De hurtige bevægelser kan ske, fordi hjernen og kroppen er tæt forbundet. Forskere kalder denne forbindelse for brain-body connection på grund af forbindelsen mellem hjerne og krop kan vi problemfrit bevæge os fra det ene øjeblik til det næste. Når du f.eks. cykler, kommunikerer din hjerne hele tiden med din krop og fortæller den, hvordan den skal holde sig oprejst, mens du træder i pedalerne, drejer og stopper. Din hjernes opgave er hele tiden at opdatere din krops handlinger på cyklen, så du ikke falder af.

Du tror måske, at enkle bevægelser, som at række hånden frem, er nemme at udføre. Det er ikke altid tilfældet. Forestil dig for eksempel, at du skal vælge mellem to desserter foran dig. Når du bevæger dig for at vælge mellem dem, er det ikke bare din hjerne, der giver din krop en engangskommando om at række ud efter en dessert – det er en aktiv samtale mellem din krop og hjerne! Vi kan prøve det lige nu. Luk øjnene og forestil dig en småkage og en doughnut. Dufter doughnuten godt? Er kagen blød eller hård? Foretrækker du en af desserterne, eller er det en tæt konkurrence mellem de to? Alle disse tanker opstår hurtigt, så din hjerne beslutter sig hurtigt for, hvilken dessert du foretrækker. Så hurtigt som disse tanker er, begynder du ofte at bevæge armen for at nå, før du helt har besluttet dig for, hvilken dessert du helst vil have. Fordi hjernen og kroppen er så tæt forbundne, mener forskerne, at detaljerne i vores bevægelser kan hjælpe os med at forstå, hvordan hjernen fungerer.

Hvordan forskere studerer hjernen gennem bevægelser

Bevægelser, og hvordan de relaterer til hjernens funktioner, er hovedsageligt blevet undersøgt ved at observere, hvad vi bevæger os hen imod, og hvor lang tid det tager at komme derhen. Men vidste du, at vi sjældent laver præcis den samme bevægelse to gange, selv om begge bevægelser er til det samme sted? Hver gang du f.eks. rækker ud efter en dør for at åbne den, er der næsten altid små forskelle i den vej, din hånd tager hen til dørhåndtaget. Selvom mange af vores bevægelser kan se identiske ud, er der faktisk bittesmå ændringer fra øjeblik til øjeblik (mindre end et splitsekund!) i bevægelsens bane.

Disse ændringer er svære at observere med øjnene. Forskere har fundet en måde at registrere disse små og hurtige ændringer i vores bevægelser ved hjælp af en metode kaldet movement tracking. Der er et par måder at spore bevægelser på. Forskere kan registrere bevægelser på en computerskærm ved at bruge en computermus til at spore de bevægelser, en person laver. De kan også bruge sensorer placeret på en persons hånd. Når hånden bevæger sig fra et sted til et andet, sporer sensorerne den vej, hånden bevæger sig. Bevægelsessporing kan give mange detaljerede oplysninger om bevægelser, som vores øjne ikke kan se. For eksempel kan det vise krumning af håndbevægelsen, som er, hvor meget håndens faktiske vej afviger fra den retest mulige vej (figur 1). Når hånden buer mindre, er vejen mere lige og mere effektiv. Når bevægelser har meget krumning, betyder det typisk, at personen er mindre sikker på, hvor han eller hun ønsker at bevæge sig hen.

Figur 1: Banen for to forskellige bevægelser. Krumning fortæller os, hvor meget en bevægelses vej adskiller sig fra den mest lige (effektive) vej. (A) Bevægelsens vej (grøn linje) afviger en smule fra den mest effektive vej (blå linje). Det betyder typisk, at personen er mere sikker på det rigtige svar. (B) Denne vej buer meget længere væk fra den mest effektive vej, hvilket betyder, at personen er mindre sikker på det rigtige svar.

Hvorfor er det vigtigt at spore og forstå detaljerne i vores bevægelser? Det er interessant, at de veje, vi tager, når vi bevæger os, er blevet forbundet med, hvad vores hjerner laver. Brug af bevægelsessporing med brain imaging har forskere opdaget, at den type bane, en bevægelse tager, kan være relateret til hjernens aktivitet under bevægelsen [1, 2]. Hjerneaktivitet kan antyde, hvor meget en person tænker på én ting (f.eks. farven rød) sammenlignet med noget andet (farven blå).

Vi kan tænke over, hvad det betyder, ved at gå tilbage til vores eksempel fra tidligere, hvor du valgte at række ud efter enten en småkage eller en doughnut. Forestil dig, at du kan lide både småkager og doughnuts, men at du lige akkurat foretrækker doughnuts frem for småkager. Forskere har vist, at i tilfælde som dette kan din hånd bøje sig en smule mod kagen, fordi du stadig tænker på den og overvejer at spise den. Men hånden bevæger sig tilbage til doughnuten, fordi doughnuten bliver det foretrukne valg (figur 2). Denne type bevægelseskurvatur opstår på grund af den konkurrence, der finder sted i hjernen, når man skal vælge, hvilken dessert man vil række ud efter og spise. Hvis valget i stedet stod mellem din yndlingsmad og din mindst foretrukne mad, ville din håndbevægelse sandsynligvis have en meget lille krumning væk fra din yndlingsmad. Med andre ord ville din bevægelse være mere effektiv, da din mindst foretrukne mad ikke konkurrerer med (eller bare kommer i nærheden af), hvor meget du nyder din yndlingsmad.

Figur 2: Forskellen mellem bevægelser med lav og høj konkurrence. Hvert eksempel viser en strækning mod doughnuten, men der er betydelige forskelle mellem deres strækninger. (A) Denne bevægelse mod doughnuten er lige og effektiv, fordi der er en klar præference for doughnuten frem for småkagen. Det betyder, at der er lav konkurrence. (B) Denne bevægelse buer mod kagen, fordi der er stor konkurrence mellem de to desserter, hvilket tyder på, at det var sværere for personen at vælge.

Bevægelser og kategorisering

Vores hjerner modtager konstant information fra verden omkring os. En måde, hvorpå hjernen organiserer al denne information, er ved at bruge kategorisering det er sådan, vi sorterer begreber i grupper. Hvordan vil du for eksempel beskrive en hund for en person, der aldrig har set en? Du kan begynde med at beskrive en hund som noget, der passer ind under kategorien dyr, pattedyr eller kæledyr. Den person, der aldrig har set en hund, kan bruge disse kategorier til at få en bedre idé om, hvad hunde er. Derfor er kategorisering vigtig for at dele ideer og viden. Kategorisering er også vigtig for at lære nye koncepter ved at relatere dem til det, vi allerede ved.

Forskere kan studere, hvordan hjernen kategoriserer information ved at undersøge en persons bevægelsesbaner, mens han eller hun sorterer information [3]. Forestil dig for eksempel, at du blev spurgt, om en giraf ville passe bedre ind i kategorien kæledyr eller vildt dyr. Når din hånd bevæger sig for at beslutte, hvordan du skal kategorisere giraffen, vil din bevægelse sandsynligvis være lige mod valget af det vilde dyr. En giraf kan ikke passe ind i de fleste hjem, og slet ikke som kæledyr! Derfor er der ingen konkurrence, der ville trække din hånds bevægelse i retning af kæledyrskategorien. Hvad med en papegøje? Papegøjer er sværere at kategorisere, fordi de kan findes som kæledyr eller i naturen. Hvordan du kategoriserer en papegøje, afhænger af, hvilken kategori (kæledyr eller vildt dyr) du synes passer bedst. Når du vælger en kategori, vil din bevægelse måske krumme mere, fordi der er konkurrence mellem disse kategorier. Baseret på mængden af krumning i bevægelsesbanen kan forskere afdække detaljer om, hvordan hjernen kategoriserer information.

Bevægelser og erindringer

Hukommelse er en anden hjernefunktion, som spiller en vigtig rolle i næsten alt, hvad vi foretager os. Hukommelsen giver os mulighed for at huske og tænke på tidligere øjeblikke, lære af tidligere erfaringer, øge vores viden og forme vores personlighed. Hvor effektiv hjernen er til at danne minder, kan have stor indflydelse på vores hverdag. Forskere har brugt bevægelsessporing til at undersøge, hvor stærkt vores hukommelse dannes [4]. Ved hjælp af bevægelsessporing kan vi registrere den vej, hånden tager, når den bevæger sig mod enten en “jeg husker”-mulighed eller en “jeg husker ikke”-mulighed (figur 3A). Tænk for eksempel på, hvad du spiste til morgenmad i går morges. Kan du huske det? Hvis du gør, og du er meget selvsikker, så bør den vej, din hånd tager for at svare, at du husker, være lige og effektiv (figur 3B). Hvis du derimod ikke er sikker på, at du kan huske, hvad du spiste til morgenmad i går, men alligevel bevæger dig for at vælge “Jeg kan huske”, kan din bevægelse krumme i retning af “Jeg kan ikke huske” (figur 3C). Der opstår mere krumning, for selvom du kan huske, hvad du spiste til morgenmad i går morges, er hukommelsen ikke særlig stærk. Denne metode gør det muligt for forskere at studere bevægelser for at få indsigt i, hvordan hjernen danner minder.

Figur 3: Bevægelser kan vise styrken af hukommelsen. (A) Forestil dig, at du bliver spurgt, om du kan huske, hvad du spiste til morgenmad i går. (B) Hvis du er meget sikker på, at du kan huske, hvad du spiste, vil din hånd bevæge sig lige og effektivt til “Jeg kan huske”-placeringen. (C) Hvis du tror, at du kan huske, hvad du spiste, men ikke er særlig sikker, er det mere sandsynligt, at din bevægelse bøjer mod “jeg kan ikke huske”-muligheden, før du når “jeg kan huske”-muligheden. Denne krumning antyder, at hukommelsen for, hvad du spiste til morgenmad i går, måske ikke er så stærk.

Konklusion

Ved at bruge teknikker som bevægelsessporing har forskere lært, at hjernen og kroppen er tæt forbundet [5]. Data fra bevægelsessporing viser os, at hjernen kommunikerer med kroppen og opdaterer bevægelser, mens de udføres. I denne artikel gennemgik vi forskning, der viser, at skjulte ændringer i vores bevægelser fra øjeblik til øjeblik kan hjælpe forskere med at relatere vores handlinger til, hvordan vores hjerner fungerer. Disse opdagelser er spændende, fordi de tilbyder en ny måde at undersøge, hvordan hjernen fungerer. Fremtidigt arbejde kunne anvende bevægelsessporing på en lang række forskningsområder for at undersøge hjernefunktioner, herunder hvordan hjernefunktioner udvikler sig over tid, og hvad der går galt i visse lidelser, hvor bevægelser påvirkes, såsom Parkinsons sygdom. Kort sagt kan forskere bruge bevægelsessporing til bedre at forstå hjernen, og hvordan vi interagerer med verden omkring os.

Ordliste

Hjerne-krop-forbindelse: Veje, der giver mulighed for kommunikation mellem hjernen og kroppen.

Tracking af bevægelser: En metode, der bruges til at spore bevægelsens vej, krumning og hastighed fra et sted til et andet sted.

Krumning: Hvor meget den faktiske vej er forskellig fra den retest mulige vej.

Hjerneafbildning: Redskaber, som forskere bruger til at måle hjerneaktivitet.

Kategorisering: Hvordan ens begreber sorteres i grupper eller kategorier.

Information om artiklen

Forfatterne erklærer, at forskningen blev udført i fravær af kommercielle eller økonomiske relationer, der kunne opfattes som en potentiel interessekonflikt.

[1] Freeman, J. B., Ambady, N., Midgley, K. J., og Holcomb, P. J. 2011. Realtidsforbindelsen mellem personopfattelse og handling: hjernepotentiale bevis for dynamisk kontinuitet. Soc. Neurosci. 6:139-55. doi: 10.1080/17470919.2010.490674

[2] Stolier, R. M., og Freeman, J. B. 2017. En neural mekanisme for social kategorisering. J. Neurosci. 37:5711-21. doi: 10.1523/JNEUROSCI.3334-16.2017

[3] Dale, R., Kehoe, C., og Spivey, M. J. 2007. Graduerede motoriske reaktioner i tidsforløbet for kategorisering af atypiske eksempler. Mem. cogn. 35:15-28. doi: 10.3758/BF03195938

[4] Papesh, M. H., og Goldinger, S. D. 2012. Hukommelse i bevægelse: bevægelsesdynamik afslører hukommelsesstyrke. Psychon. Bullet. Rev. 19:906-13. doi: 10.3758/s13423-012-0281-3

[5] Thelen, E., og Smith, L. B. 1996. En dynamisk systemtilgang til udvikling af kognition og handling. Cambridge, MA: MIT Press.

Kinder KT, DiMercurio A og Buss AT (2022) Hvad kan bevægelser lære os om hjernens funktion? Forside. Young Minds. 10:697543. doi: 10.3389/frym.2022.697543
Kathleen Haaland
Indsendt: 19. april 2021; Accepteret: 19. april 2022; Offentliggjort online: 9. maj 2022.
Copyright © 2022 Kinder, DiMercurio og Buss

Læs videre

Du har sikkert hørt om ChatGPT eller måske endda allerede brugt det. ChatGPT er en interaktiv chatbot, der kan generere detaljerede svar på alle mulige spørgsmål. Den kan endda skrive dine skoleopgaver for dig. Men hvordan ved den, hvordan den skal besvare dine spørgsmål så detaljeret? ChatGPT består af neurale netværk, der gør det muligt for chatbotten at besvare dit spørgsmål. I denne artikel vil vi se nærmere på disse neurale netværk.

Mad gør mere end at holde os i live – den former vores sundhed og planetens sundhed. Over hele verden stiger fedmeprocenten hurtigere end nogensinde, delvis på grund af udbredelsen af ultraprocesserede fødevarer (UPF’er) – emballerede produkter som chips, forarbejdet kød, kager og sukkerholdige drikkevarer, der er billige, praktiske og svære at modstå. At spise for mange UPF’er kan føre til fedme og andre sundhedsproblemer, mens produktionen af dem skader miljøet gennem forurening, skovrydning og udledning af drivhusgasser. Klimaforandringer og tab af jord gør det sværere at dyrke den mad, vores kroppe har brug for. Disse problemer hænger sammen, men det gør løsningerne også: at spise sund, plantebaseret mad, opbygge mere retfærdige fødevaresystemer og lære, hvordan vores madvalg påvirker den verden omkring os. I denne artikel beskriver vi de overraskende sammenhænge mellem klimaforandringer og fedme, forklarer deres fælles årsager, konsekvenser og løsninger – og hvordan din generation kan være med til at gøre tingene bedre.

Mange teenagere i dag bruger for meget tid på at sidde ned, hvad enten det er i skolen, derhjemme eller andre steder, hvilket fører til træthed, manglende energi, tristhed eller endda helbredsproblemer. En undersøgelse i Østrig havde til formål at undersøge, om aktiv mobilitet, såsom at gå eller cykle, kunne forbedre teenagernes velbefindende. Forskerne fulgte de daglige rejser, bevægelser og trivsel hos elever i alderen 12–14 år i løbet af en uge. Resultaterne viste, at fysisk aktivitet, såsom at gå rundt uden et specifikt mål, øgede børnenes trivsel betydeligt. Når aktiv transport som at cykle eller gå til skole blev inkluderet, var teenagere mere tilbøjelige til at opfylde Verdenssundhedsorganisationens anbefalede 1 times fysisk aktivitet om dagen. Undersøgelsen viste, at selvom regelmæssig motion med moderat eller høj intensitet er meget vigtig, var det nyttigt for at forbedre trivsel at integrere aktiv mobilitet i hverdagens aktiviteter. Disse resultater understreger, hvor stor betydning enkle, daglige bevægelser har for at forbedre den generelle sundhed og lykke.

Tænk på sidste gang, du gjorde noget, som du senere fortrød. Måske snoozede du din vækkeur, da den ringede, faldt i søvn igen og vågnede derefter i panik over, at du ville komme for sent i skole. Du ville måske ønske, at du var stået op tidligere. Måske besluttede du at vælge pizzaen på menuen, men da din søskendes pasta så lækker ud, ønskede du, at du havde valgt noget andet. Dette er eksempler på fortrydelse. Fortrydelse er noget, som alle mennesker føler fra tid til tid, og det spiller en vigtig rolle i at hjælpe os med at beslutte, hvordan vi skal opføre os. I denne artikel vil vi undersøge, hvad fortrydelse er, hvordan vi ender med at føle det, og hvorfor det er så vigtigt.