도구 사용과 도구 진화의 대뇌 기반 연구 (TOOLBOX)
도구 사용 및 도구 진화의 대뇌 기반
도구 사용은 인간이 진화를 통해 달성한 복잡한 인지 적응의 특징으로 간주되며, 이는 인간 종에 적응 이점을 제공합니다. 비인간 종도 도구를 사용하더라도 인간 도구 사용은 훨씬 더 복잡하고 정교합니다. 게다가 인간만이 도구를 개선함으로써 도구를 진화시킬 수 있습니다. 인간이 도구 사용에 대한 특별한 능력을 가지고 있다면 그것은 특정한 신경해부학적 기질에 기반을 두어야 합니다. 인간과 비인간은 상두정엽(superior parietal lobe)과 두정내 고랑(intraparietal sulcus)에 위치한 유사한 파악 시스템을 공유합니다. 그러나 인간의 특이성이 있습니다. 왼쪽 하두정엽 내의 변연회는 인간에게 고유하며 도구 사용 및 도구 진화에서 중심적인 역할을 할 수 있습니다.
이 프로젝트는 기능적 자기 공명 영상(fMRI)과 인간 도구 사용의 신경 상관 관계를 연구하여 인간이 도구를 사용할 수 있는 인지 메커니즘을 정확하게 밝히는 것을 목표로 합니다. 우리는 또한 도구를 개선하여 도구를 진화시킬 수 있는 인지 능력과 관련된 신경 관련 능력이 무엇인지 연구하고자 합니다.
연구 개요
연구 유형
등록 (실제)
단계
- 해당 없음
연락처 및 위치
연구 장소
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Lyon, 프랑스, 69002
- Laboratoire d'Etude des Mécanismes Cognitifs (EMC) -Université Lumière Lyon 2
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참여기준
자격 기준
공부할 수 있는 나이
건강한 자원 봉사자를 받아들입니다
설명
포함 기준:
- 18세 이상 65세 이하
- 연구에 대한 정보에 입각한 동의를 한 후
- 오른손잡이
- 프랑스 사회보장제도에 등록
제외 기준:
- 프랑스어를 읽거나 쓸 수 없는 것을 포함하여 동의서에 서명하지 않습니다.
- 포함 방문 기간 동안 알려지거나 밝혀진 신경학적 또는 정신 질환
- 실험 당일 물질 섭취(향정신성 약물 또는 기분전환용 약물 복용)
- 소음 내성
- 미성년자, 임산부, 수유부
- 큐레이터 직을 맡고 있거나 민권을 박탈당하거나 자유를 박탈당한 사람
- 설문지를 채울 수 없음(심각한 인지 장애)
- 피험자는 신체에 금속 또는 전자 이식을 해서는 안 됩니다. 심장 박동기 또는 심장 박동기 와이어, 개심술, 인공 심장 판막, 뇌동맥류 수술, 중이 이식, 보청기, 교정기 또는 광범위한 치과 작업, 백내장 수술 또는 수정체 이식, 이식된 기계 또는 전기 장치 또는 인공 사지 또는 관절 o 신체의 이물질 금속 물체(총알, BB, 알갱이, 파편 또는 금속 조각) 또는 기계공, 용접공 또는 금속 작업자로 현재 또는 과거 고용, 머리 또는 목 부위 근처의 문신, 영구 화장
- 밀실 공포증
공부 계획
연구는 어떻게 설계됩니까?
디자인 세부사항
- 주 목적: 기초 과학
- 할당: 무작위화되지 않음
- 중재 모델: 단일 그룹 할당
- 마스킹: 없음(오픈 라벨)
무기와 개입
참가자 그룹 / 팔 |
개입 / 치료 |
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다른: 도구 사용
이 팔의 fMRI 실험 조건을 통해 도구를 사용할 때 뇌의 활동을 연구할 수 있습니다.
여기서는 fMRI 실험 세션만 필요합니다.
fMRI 스캐너 내의 참가자에게 제안된 작업은 도구 사용과 관련됩니다.
그들은 기계적인 문제를 해결하고, 도구를 사용하기 위한 손 자세의 적절성을 판단하고, 제시된 도구가 동일한 사용 맥락, 동일한 기능적 목표, 동일한 손 자세를 사용하는지 판단해야 합니다. fMRI 기술에 의해 제공되는 대담한 측정을 통해 우리는 도구를 사용할 때 작동하는 신경인지 메커니즘에 대한 가설을 세울 수 있습니다.
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이미징 검사
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다른: 도구의 진화
이 팔의 fMRI 실험 조건을 통해 도구를 개선할 때 뇌의 활동을 연구할 수 있습니다.
여기서 fMRI 실험 세션은 참가자들에게 개선을 위한 도구가 제공되는 인지 심리학 실험으로 보완됩니다.
fMRI 스캐너 내에서 참가자들에게 제안된 작업은 창의성, 기술 추론, 논리, 공감과 같은 도구 개선에 연루될 수 있는 인지 기능과 관련될 것입니다.
이러한 실험 조건에 관련된 BOLD 측정은 일반 선형 모델링을 통해 도구를 개선하는 참가자의 능력과 관련됩니다.
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이미징 검사
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연구는 무엇을 측정합니까?
주요 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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대담한 효과
기간: 1 시간
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측정은 기능적 자기 공명 영상에서 허용되는 혈중 산소 농도 의존 측정(BOLD)이 됩니다. 이 BOLD 레벨은 실험 세션(약 1시간) 동안 이미징된 뇌의 모든 복셀에 대해 정기적인 시간 간격(TR = 3")으로 수집됩니다. 이것은 fMRI 실험을 위한 표준 절차입니다. 기능적 자기 공명 영상은 혈류와 관련된 변화를 감지하여 뇌 활동을 측정합니다. 이 기술은 대뇌 혈류와 신경 활성화가 결합되어 있다는 사실에 의존합니다. 뇌의 한 영역을 사용하면 해당 영역으로의 혈류도 증가합니다. fMRI의 기본 형태는 실험 조건에 대한 응답으로 BOLD 대비를 사용하여 연구원이 뇌의 산소 소비 변화와 그에 따른 뇌 활동을 추적할 수 있도록 합니다. BOLD 효과는 뇌의 다른 이완 시간(T1과 T2)을 평가하여 계산됩니다. T1과 T2는 국소 뇌 혈류의 기능이 다르기 때문입니다. |
1 시간
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2차 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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도구를 개선하는 능력
기간: 20 분
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참가자들에게 금속 와이어를 제공하고 가능한 한 높은 탑을 세우도록 요청합니다.
이를 위해 이전 참가자를 관찰하여 영감을 얻을 수 있습니다.
수집된 측정값은 이전 참가자의 탑 높이와 비교한 탑의 높이입니다.
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20 분
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공동 작업자 및 조사자
수사관
- 수석 연구원: Yves ROSSETTI, MD, Hospices Civils de Lyon
간행물 및 유용한 링크
일반 간행물
- Lesourd M, Osiurak F, Martin J, Hague S, Laroze M, Clement G, Medeiros de Bustos E, Fargeix G, Magnin E, Moulin T. Neurocognitive mechanisms underlying action tool knowledge tasks: specificity of tool-tool compared to hand-tool compatibility tasks. Commun Biol. 2025 Apr 3;8(1):552. doi: 10.1038/s42003-025-07923-1.
- Osiurak F, Federico G, Fournel A, Gaujoux V, Lamberton F, Ibarrola D, Rossetti Y, Lesourd M. Shaping the physical world to our ends through the left PF technical-cognition area. Elife. 2025 Apr 17;13:RP94578. doi: 10.7554/eLife.94578.
- Lesourd M, Reynaud E, Navarro J, Gaujoux V, Faye-Vedrines A, Alexandre B, Baumard J, Federico G, Lamberton F, Ibarrola D, Rossetti Y, Osiurak F. Involvement of the posterior tool processing network during explicit retrieval of action tool and semantic tool knowledge: an fMRI study. Cereb Cortex. 2023 May 24;33(11):6526-6542. doi: 10.1093/cercor/bhac522.
- Federico G, Cavaliere C, Reynaud E, Salvatore M, Brandimonte MA, Osiurak F. The Area Prostriata may play a role in technical reasoning. Behav Brain Funct. 2022 Nov 25;18(1):12. doi: 10.1186/s12993-022-00200-9.
- Federico G, Reynaud E, Navarro J, Lesourd M, Gaujoux V, Lamberton F, Ibarrola D, Cavaliere C, Alfano V, Aiello M, Salvatore M, Seguin P, Schnebelen D, Brandimonte MA, Rossetti Y, Osiurak F. The cortical thickness of the area PF of the left inferior parietal cortex mediates technical-reasoning skills. Sci Rep. 2022 Jul 12;12(1):11840. doi: 10.1038/s41598-022-15587-8.
연구 기록 날짜
연구 주요 날짜
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기본 완료 (실제)
연구 완료 (실제)
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추가 정보
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