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Laws of nature that define biological action and perception.
Physics of Life Reviews ( IF 13.7 ) Pub Date : 2020-08-03 , DOI: 10.1016/j.plrev.2020.07.007
Mark L Latash 1
Affiliation  

We describe a physical approach to biological functions, with the emphasis on the motor and sensory functions. The approach assumes the existence of biology-specific laws of nature uniting salient physical variables and parameters. In contrast to movements in inanimate nature, actions are produced by changes in parameters of the corresponding laws of nature. For movements, parameters are associated with spatial referent coordinates (RCs) for the effectors. Stability of motor actions is ensured by the abundant mapping of RCs across hierarchical control levels. The sensory function is viewed as based on an interaction of efferent and afferent signals leading to an iso-perceptual manifold where percepts of salient sensory variables are stable. This approach offers novel interpretations for a variety of known neurophysiological and behavioral phenomena and makes a number of novel testable predictions. In particular, we discuss novel interpretations for the well-known phenomena of agonist-antagonist co-activation and vibration-induced illusions of both position and force. We also interpret results of several new experiments with unintentional force changes and with analysis of accuracy of perception of variables produced by elements of multi-element systems. Recently, this approach has been expanded to interpret motor disorders including spasticity and consequences of subcortical disorders (such as Parkinson's disease). We suggest that the approach can be developed for cognitive functions.



中文翻译:

定义生物行为和感知的自然法则。

我们描述了一种生物功能的物理方法,重点是运动和感觉功能。该方法假设存在结合显着物理变量和参数的生物学特定的自然法则。与无生命的自然运动相比,动作是由相应自然规律的参数变化产生的。对于运动,参数与效应器的空间参考坐标 (RC) 相关联。跨层次控制级别的 RC 的丰富映射确保了运动动作的稳定性。感觉功能被视为基于传出和传入信号的相互作用,导致对显着感觉变量的感知是稳定的等感知流形。这种方法为各种已知的神经生理学和行为现象提供了新的解释,并做出了许多新的可测试的预测。特别是,我们讨论了对激动剂 - 拮抗剂共激活和振动引起的位置和力错觉的众所周知的现象的新解释。我们还解释了几个新实验的结果,这些实验具有无意的力变化,并分析了多元素系统元素产生的变量感知的准确性。最近,这种方法已扩展到解释运动障碍,包括痉挛和皮质下疾病(如帕金森病)的后果。我们建议可以为认知功能开发该方法。我们讨论了著名的激动剂-拮抗剂共激活现象和振动引起的位置和力错觉的新解释。我们还解释了几个新实验的结果,这些实验具有无意的力变化,并分析了多元素系统元素产生的变量感知的准确性。最近,这种方法已扩展到解释运动障碍,包括痉挛和皮质下疾病(如帕金森病)的后果。我们建议可以为认知功能开发该方法。我们讨论了著名的激动剂-拮抗剂共激活现象和振动引起的位置和力错觉的新解释。我们还解释了几个新实验的结果,这些实验具有无意的力变化,并分析了多元素系统元素产生的变量感知的准确性。最近,这种方法已扩展到解释运动障碍,包括痉挛和皮质下疾病(如帕金森病)的后果。我们建议可以为认知功能开发该方法。我们还解释了几个新实验的结果,这些实验具有无意的力变化,并分析了多元素系统元素产生的变量感知的准确性。最近,这种方法已扩展到解释运动障碍,包括痉挛和皮质下疾病(如帕金森病)的后果。我们建议可以为认知功能开发该方法。我们还解释了几个新实验的结果,这些实验具有无意的力变化,并分析了多元素系统元素产生的变量感知的准确性。最近,这种方法已扩展到解释运动障碍,包括痉挛和皮质下疾病(如帕金森病)的后果。我们建议可以为认知功能开发该方法。

更新日期:2020-08-03
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