A Double Dissociation between Acting on and Knowing How to Act on Tools

Abstract

Introdução: A investigação desenvolvida nos últimos anos com pacientes apráxicos, em tarefas que implicam a manipulação de objetos, tem permitido compreender como o conhecimento de ferramentas está organizado no cérebro. Permanecem no entanto lacunas relacionadas com a organização funcional deste conhecimento e a sua representação cortical. O nosso trabalho é uma contribuição para este domínio da cognição, mediante o estudo do paciente apráxico FP e a sua comparação com uma paciente previamente reportada na literatura por Sousa e colaboradores (2014, 2016), estes pacientes apresentam uma dupla dissociação entre a pantomima relativa ao uso de ferramentas e a sua manipulação /uso efectivo. Objetivos: O nosso principal objetivo é testar a “Embodied Cognition Hypothesis” que afirma que executar e saber partilham idênticos mecanismos neuronais e cognitivos.Métodos: Começámos por avaliar o paciente FP num conjunto de tarefas comportamentais relacionadas com a capacidade de usar e de reconhecer ferramentas; comparámos o desempenho do paciente FP com a paciente reportada por Sousa et al., (2014, 2016) e com 10 controlos emparelhados por idade e escolaridade. Posteriormente, através da Ressonância Magnética avaliámos a espessura cortical nas áreas de interesse do paciente FP e comparámo-la com a de 14 idosos saudáveis. No paciente FP realizámos um estudo com fMRI analisando a integridade da rede neuronal de ferramentas procurando perceber como flui a informação entre estas áreas.Resultados: Encontrámos uma dupla dissociação entre o desempenho na pantomima e a realização de julgamentos de como manipular ferramentas. O paciente FP apresenta atrofia temporal e parietal e possui uma disrupção na rede de processamento de ferramentas.Conclusões: Os nossos resultados são uma evidência contra a “Embodied Cognition Hypothesis”, pois mostram que provavelmente saber como se manipula um objeto e a própria manipulação são processos independentes. Uma hipótese plausível é a existência de vias independentes e distintas responsáveis por diferentes aspectos da manipulação.

Introduction: In last years, the performance of apraxic patients on objectrelated tasks has given important information about how knowledge abouttools (hand held manipulable objects) is organized in the brain. Howmanipulation knowledge is represented and organized continues to be anunsolved topic. Our study provides an important contribution to this topic, byexploring the performance of our apraxic patient FP and the comparison witha patient reported by Sousa et al., (2014, 2016), these patients present a doubledissociation between pantomiming tool use, and knowing about how tomanipulate a tool.Objectives: Our main goal is testing the Embodied Cognition Hypothesis thatstates that executing and knowing share the same cognitive and neuralmechanisms.Methods: We tested patient FP on a set of behavioral tasks related with theability of the patient to use and recognize tools, and we compared hisperformance with the patient from Sousa et al., (2014, 2016) previouslyreported in the literature, as well as a set of 10 controls matched by age andeducational level. We then focused on understanding the locus of Patient FPdysfunction by using cortical thickness analysis, using a control group of 14healthy elderly controls. Finally, we collected fMRI data for the patient FP toanalyze the integrity of the tool network and how information flows betweencore tool-selective regions.Results: We found a double dissociation between pantomime tool use andperforming judgments on how to manipulate tools. Patient FP had parietal andtemporal lesions and he showed a disruption in tools processing network.Conclusions: Our results argue against the Embodied Cognition Hypothesisin that they show that knowing how to manipulate an object, and actuallymanipulating it are two independent processes. A plausible hypothesis is theexistence of distinct and independent streams responsible for different aspectsof manipulation.