Background: When we reach out to pick up an object, not only do we direct our moving limb towards the location of the object, but the opening between our fingers and thumb is scaled in flight to the object's size. Evidence obtained from patients with neurological disorders has shown that the visual processing underlying the calibration of grip aperture and other movement parameters during grasping is mediated by visual mechanisms located in the cerebral cortex that are quite distinct from those underlying the experiential perception of object size and other object features. Under appropriate conditions, such dissociations can also be observed in individuals with normal vision. Here we present evidence that the calibration of grasp is quite refractory to pictorial illusions that have large effects on perceptual judgements of size.Results We used a variation of the familiar ‘Titchener circles’ illusion in which two target circles of equal size, each surrounded by a circular array of either smaller or larger circles, are presented side by side. Subjects typically report that the target circle surrounded by the array of smaller circles appears to be larger than the target surrounded by larger circles. In our test, two thin ‘poker-chip’ discs were used as the target circles. The relative size of the two discs was randomly varied so that on some trials the discs appeared perceptually different but were physically equivalent in size, and on other trials they were physically different but appeared perceptually equivalent. The perceptual judgements made by the 14 subjects in our experiment were strongly affected by this size-contrast illusion. However, when asked to pick up a disc, the scaling of the subjects grip aperture (measured opto-electronically before contact with the disc) was largely determined by the true size of the target disc and not its illusory size.Conclusion It would seem that the automatic and metrically accurate calibrations required for skilled actions are mediated by visual processes that are separate from those mediating our conscious experiential perception. Earlier studies on patients with neurological deficits suggest that these two types of processing may depend on quite separate, but interacting, visual pathways in the cerebral cortex.

Although it has been shown that immersive virtual reality (IVR) can be used to induce illusions of ownership over a virtual body (VB), information on whether this changes implicit interpersonal attitudes is meager. Here we demonstrate that embodiment of light-skinned participants in a dark-skinned VB significantly reduced implicit racial bias against dark-skinned people, in contrast to embodiment in light-skinned, purple-skinned or with no VB. 60 females participated in this between-groups experiment, with a VB substituting their own, with full-body visuomotor synchrony, reflected also in a virtual mirror. A racial Implicit Association Test (IAT) was administered at least three days prior to the experiment, and immediately after the IVR exposure. The change from pre- to post-experience IAT scores suggests that the dark-skinned embodied condition decreased implicit racial bias more than the other conditions. Thus, embodiment may change negative interpersonal attitudes and thus represent a powerful tool for exploring such fundamental psychological and societal phenomena.

Although social psychology studies suggest that racism often manifests itself as a lack of empathy [1Feagin J.R. Vera H. Batur P. White Racism: The Basics.2nd Edition. Routledge, New York2001Google Scholar, 2Cosmides L. Tooby J. Kurzban R. Perceptions of race.Trends Cogn. Sci. 2003; 7: 173-179Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (239) Google Scholar], i.e., the ability to share and comprehend others' feelings and intentions [3Preston S.D. de Waal F.B.M. Empathy: Its ultimate and proximate bases.Behav. Brain Sci. 2002; 25: 1-20PubMed Google Scholar, 4Decety J. Jackson P.L. The functional architecture of human empathy.Behav. Cogn. Neurosci. Rev. 2004; 3: 71-100Crossref PubMed Scopus (1607) Google Scholar, 5Gallese V. Intentional attunement: A neurophysiological perspective on social cognition and its disruption in autism.Brain Res. 2006; 1079: 15-24Crossref PubMed Scopus (267) Google Scholar, 6Leiberg S. Anders S. The multiple facets of empathy: A survey of theory and evidence.Prog. Brain Res. 2006; 156: 419-440Crossref PubMed Scopus (77) Google Scholar, 7Bastiaansen J.A. Thioux M. Keysers C. Evidence for mirror systems in emotions.Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 2009; 364: 2391-2404Crossref PubMed Scopus (237) Google Scholar], evidence for differential empathic reactivity to the pain of same- or different-race individuals is meager [8Mathur V.A. Harada T. Lipke T. Chiao J.Y. Neural basis of extraordinary empathy and altruistic motivation.Neuroimage. 2010; (in press. Published online March 17, 2010)https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2010.03.025Crossref PubMed Scopus (215) Google Scholar, 9Xu X. Zuo X. Wang X. Han S. Do you feel my pain? Racial group membership modulates empathic neural responses.J. Neurosci. 2009; 29: 8525-8529Crossref PubMed Scopus (426) Google Scholar]. Using transcranial magnetic stimulation, we explored sensorimotor empathic brain responses [10Avenanti A. Bueti D. Galati G. Aglioti S.M. Transcranial magnetic stimulation highlights the sensorimotor side of empathy for pain.Nat. Neurosci. 2005; 8: 955-960Crossref PubMed Scopus (440) Google Scholar, 11Avenanti A. Minio-Paluello I. Minio Paluello I. Bufalari I. Aglioti S.M. Stimulus-driven modulation of motor-evoked potentials during observation of others' pain.Neuroimage. 2006; 32: 316-324Crossref PubMed Scopus (164) Google Scholar, 12Minio-Paluello I. Avenanti A. Aglioti S.M. Left hemisphere dominance in reading the sensory qualities of others' pain?.Soc. Neurosci. 2006; 1: 320-333Crossref PubMed Scopus (46) Google Scholar, 13Fecteau S. Pascual-Leone A. Théoret H. Psychopathy and the mirror neuron system: Preliminary findings from a non-psychiatric sample.Psychiatry Res. 2008; 160: 137-144Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (89) Google Scholar, 14Minio-Paluello I. Baron-Cohen S. Avenanti A. Walsh V. Aglioti S.M. Absence of embodied empathy during pain observation in Asperger syndrome.Biol. Psychiatry. 2009; 65: 55-62Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (137) Google Scholar, 15Avenanti A. Minio-Paluello I. Bufalari I. Aglioti S.M. The pain of a model in the personality of an onlooker: Influence of state-reactivity and personality traits on embodied empathy for pain.Neuroimage. 2009; 44: 275-283Crossref PubMed Scopus (118) Google Scholar] in black and white individuals who exhibited implicit but not explicit ingroup preference and race-specific autonomic reactivity [16Greenwald A.G. McGhee D.E. Schwartz J.L. Measuring individual differences in implicit cognition: The implicit association test.J. Pers. Soc. Psychol. 1998; 74: 1464-1480Crossref PubMed Scopus (6489) Google Scholar, 17Greenwald A.G. Nosek B.A. Banaji M.R. Understanding and using the implicit association test: I. An improved scoring algorithm.J. Pers. Soc. Psychol. 2003; 85: 197-216Crossref PubMed Scopus (3301) Google Scholar, 18Dunham Y. Baron A.S. Banaji M.R. The development of implicit intergroup cognition.Trends Cogn. Sci. 2008; 12: 248-253Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (199) Google Scholar, 19Eberhardt J.L. Imaging race.Am. Psychol. 2005; 60: 181-190Crossref PubMed Scopus (122) Google Scholar, 20Ito T.A. Bartholow B.D. The neural correlates of race.Trends Cogn. Sci. 2009; 13: 524-531Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (181) Google Scholar]. We found that observing the pain of ingroup models inhibited the onlookers' corticospinal system as if they were feeling the pain [10Avenanti A. Bueti D. Galati G. Aglioti S.M. Transcranial magnetic stimulation highlights the sensorimotor side of empathy for pain.Nat. Neurosci. 2005; 8: 955-960Crossref PubMed Scopus (440) Google Scholar, 11Avenanti A. Minio-Paluello I. Minio Paluello I. Bufalari I. Aglioti S.M. Stimulus-driven modulation of motor-evoked potentials during observation of others' pain.Neuroimage. 2006; 32: 316-324Crossref PubMed Scopus (164) Google Scholar, 12Minio-Paluello I. Avenanti A. Aglioti S.M. Left hemisphere dominance in reading the sensory qualities of others' pain?.Soc. Neurosci. 2006; 1: 320-333Crossref PubMed Scopus (46) Google Scholar, 13Fecteau S. Pascual-Leone A. Théoret H. Psychopathy and the mirror neuron system: Preliminary findings from a non-psychiatric sample.Psychiatry Res. 2008; 160: 137-144Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (89) Google Scholar, 14Minio-Paluello I. Baron-Cohen S. Avenanti A. Walsh V. Aglioti S.M. Absence of embodied empathy during pain observation in Asperger syndrome.Biol. Psychiatry. 2009; 65: 55-62Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (137) Google Scholar, 15Avenanti A. Minio-Paluello I. Bufalari I. Aglioti S.M. The pain of a model in the personality of an onlooker: Influence of state-reactivity and personality traits on embodied empathy for pain.Neuroimage. 2009; 44: 275-283Crossref PubMed Scopus (118) Google Scholar, 21Farina S. Valeriani M. Rosso T. Aglioti S. Tamburin S. Fiaschi A. Tinazzi M. Transient inhibition of the human motor cortex by capsaicin-induced pain. A study with transcranial magnetic stimulation.Neurosci. Lett. 2001; 314: 97-101Crossref PubMed Scopus (118) Google Scholar, 22Svensson P. Miles T.S. McKay D. Ridding M.C. Suppression of motor evoked potentials in a hand muscle following prolonged painful stimulation.Eur. J. Pain. 2003; 7: 55-62Crossref PubMed Scopus (89) Google Scholar]. Both black and white individuals exhibited empathic reactivity also when viewing the pain of stranger, very unfamiliar, violet-hand models. By contrast, no vicarious mapping of the pain of individuals culturally marked as outgroup members on the basis of their skin color was found. Importantly, group-specific lack of empathic reactivity was higher in the onlookers who exhibited stronger implicit racial bias. These results indicate that human beings react empathically to the pain of stranger individuals [3Preston S.D. de Waal F.B.M. Empathy: Its ultimate and proximate bases.Behav. Brain Sci. 2002; 25: 1-20PubMed Google Scholar, 4Decety J. Jackson P.L. The functional architecture of human empathy.Behav. Cogn. Neurosci. Rev. 2004; 3: 71-100Crossref PubMed Scopus (1607) Google Scholar, 5Gallese V. Intentional attunement: A neurophysiological perspective on social cognition and its disruption in autism.Brain Res. 2006; 1079: 15-24Crossref PubMed Scopus (267) Google Scholar, 6Leiberg S. Anders S. The multiple facets of empathy: A survey of theory and evidence.Prog. Brain Res. 2006; 156: 419-440Crossref PubMed Scopus (77) Google Scholar, 7Bastiaansen J.A. Thioux M. Keysers C. Evidence for mirror systems in emotions.Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 2009; 364: 2391-2404Crossref PubMed Scopus (237) Google Scholar]. However, racial bias and stereotypes may change this reactivity into a group-specific lack of sensorimotor resonance [1Feagin J.R. Vera H. Batur P. White Racism: The Basics.2nd Edition. Routledge, New York2001Google Scholar, 2Cosmides L. Tooby J. Kurzban R. Perceptions of race.Trends Cogn. Sci. 2003; 7: 173-179Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (239) Google Scholar, 3Preston S.D. de Waal F.B.M. Empathy: Its ultimate and proximate bases.Behav. Brain Sci. 2002; 25: 1-20PubMed Google Scholar, 9Xu X. Zuo X. Wang X. Han S. Do you feel my pain? Racial group membership modulates empathic neural responses.J. Neurosci. 2009; 29: 8525-8529Crossref PubMed Scopus (426) Google Scholar, 23Haslam N. Dehumanization: An integrative review.Pers. Soc. Psychol. Rev. 2006; 10: 252-264Crossref PubMed Scopus (1237) Google Scholar, 24Fiske S.T. From dehumanization and objectification to rehumanization: Neuroimaging studies on the building blocks of empathy.Ann. N. Y. Acad. Sci. 2009; 1167: 31-34Crossref PubMed Scopus (35) Google Scholar].

Listening to speech recruits a network of fronto-temporo-parietal cortical areas [1Gernsbacher M.A. Kaschak M.P. Neuroimaging studies of language production and comprehension.Annu. Rev. Psychol. 2003; 54: 91-114Crossref PubMed Scopus (197) Google Scholar]. Classical models consider anterior (motor) sites to be involved in speech production whereas posterior sites are considered to be involved in comprehension [2Damasio A.R. Geschwind N. The neural basis of language.Annu. Rev. Neurosci. 1984; 7: 127-147Crossref PubMed Scopus (183) Google Scholar]. This functional segregation is challenged by action-perception theories suggesting that brain circuits for speech articulation and speech perception are functionally dependent [3Liberman A.M. Cooper F.S. Shankweiler D.P. Studdert-Kennedy M. Perception of the speech code.Psychol. Rev. 1967; 74: 431-461Crossref PubMed Scopus (2124) Google Scholar, 4Galantucci B. Fowler C.A. Turvey M.T. The motor theory of speech perception reviewed.Psychon. Bull. Rev. 2006; 13: 361-377Crossref PubMed Scopus (361) Google Scholar]. Although recent data show that speech listening elicits motor activities analogous to production [5Fadiga L. Craighero L. Buccino G. Rizzolatti G. Speech listening specifically modulates the excitability of tongue muscles: a TMS study.Eur. J. Neurosci. 2002; 15: 399-402Crossref PubMed Scopus (606) Google Scholar, 6Watkins K.E. Strafella A.P. Paus T. Seeing and hearing speech excites the motor system involved in speech production.Neuropsychologia. 2003; 41: 989-994Crossref PubMed Scopus (407) Google Scholar, 7Pulvermüller F. Shtyrov Y. Ilmoniemi R.J. Spatio-temporal patterns of neural language processing: an MEG study using minimum-norm current estimates.Neuroimage. 2003; 20: 1020-1025Crossref PubMed Scopus (92) Google Scholar, 8Pulvermüller F. Huss M. Kherif F. Moscoso del Prado Martin F. Hauk O. Shtyrov Y. Motor cortex maps articulatory features of speech sounds.Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006; 103: 7865-7870Crossref PubMed Scopus (399) Google Scholar, 9Wilson S.M. Saygin A.P. Sereno M.I. Iacoboni M. Listening to speech activates motor areas involved in speech production.Nat. Neurosci. 2004; 7: 701-702Crossref PubMed Scopus (589) Google Scholar], it's still debated whether motor circuits play a causal contribution to the perception of speech [10Toni I. de Lange F.P. Noordzij M.L. Hagoort P. Language beyond action.J. Physiol. (Paris). 2008; 102: 71-79Crossref PubMed Scopus (82) Google Scholar]. Here we administered transcranial magnetic stimulation (TMS) to motor cortex controlling lips and tongue during the discrimination of lip- and tongue-articulated phonemes. We found a neurofunctional double dissociation in speech sound discrimination, supporting the idea that motor structures provide a specific functional contribution to the perception of speech sounds. Moreover, our findings show a fine-grained motor somatotopy for speech comprehension. We discuss our results in light of a modified “motor theory of speech perception” according to which speech comprehension is grounded in motor circuits not exclusively involved in speech production [8Pulvermüller F. Huss M. Kherif F. Moscoso del Prado Martin F. Hauk O. Shtyrov Y. Motor cortex maps articulatory features of speech sounds.Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006; 103: 7865-7870Crossref PubMed Scopus (399) Google Scholar].

Although feeling pain and touch has long been considered inherently private, recent neuroimaging and neurophysiological studies hint at the social implications of this experience. Here we used somatosensory-evoked potentials (SEPs) to investigate whether mere observation of painful and tactile stimuli delivered to a model would modulate neural activity in the somatic system of an onlooker. Viewing video clips showing pain and tactile stimuli delivered to others, respectively, increased and decreased the amplitude of the P45 SEP component that reflects the activity of the primary somatosensory cortex (S1). These modulations correlated with the intensity but not with the unpleasantness of the pain and touch ascribed to the model or the aversion induced in the onlooker by the video clips. Thus, modulation of S1 activity contingent upon observation of others' pain and touch may reflect the mapping of sensory qualities of observed painful and tactile stimuli. Results indicate that the S1 is not only involved in the actual perception of pain and touch but also plays an important role in extracting somatic features from social interactions.

Recent advances in social neuroscience research have unveiled the neurophysiological correlates of race and intergroup processing. However, little is known about the neural mechanisms underlying intergroup empathy. Combining event‐related fMRI with measurements of pupil dilation as an index of autonomic reactivity, we explored how race and group membership affect empathy‐related responses. White and Black subjects were presented with video clips depicting white, black, and unfamiliar violet‐skinned hands being either painfully penetrated by a syringe or being touched by a Q‐tip. Both hemodynamic activity within areas known to be involved in the processing of first and third‐person emotional experiences of pain, i.e., bilateral anterior insula, and autonomic reactivity were greater for the pain experienced by own‐race compared to that of other‐race and violet models. Interestingly, greater implicit racial bias predicted increased activity within the left anterior insula during the observation of own‐race pain relative to other‐race pain. Our findings highlight the close link between group‐based segregation and empathic processing. Moreover, they demonstrate the relative influence of culturally acquired implicit attitudes and perceived similarity/familiarity with the target in shaping emotional responses to others' physical pain. Hum Brain Mapp 34:3168–3181, 2013 . © 2012 Wiley Periodicals, Inc.

Abstract Bodily self-consciousness, the state of mind that allows humans to be aware of their own body, forms the backdrop for almost every human experience, yet its underpinnings remain elusive. Here we combine an ingestible, minimally invasive capsule with surface electrogastrography to probe if gut physiology correlates with bodily self-consciousness during a virtual bodily illusion. We discover that specific patterns of stomach and bowel activity (temperature, pressure, pH, and gastric peak frequency) covary with specific facets of bodily self-consciousness (feelings of body agency, location, and disembodiment). These results uncover the hitherto untapped potential of minimally invasive probes to study the link between mental and gut states, and reveal a deep visceral pathway to the self-conscious perception of ourselves as embodied beings.

Abstract Successful interpersonal motor interactions necessitate the simultaneous monitoring of our own and our partner’s actions. To characterize the dynamics of the action monitoring system for tracking self and other behaviors during dyadic synchronous interactions, we combined EEG recordings and immersive Virtual Reality in two tasks where participants were asked to coordinate their actions with those of a Virtual Partner (VP). The two tasks differed in the features to be monitored: the Goal task required participants to predict and monitor the VP’s reaching goal; the Spatial task required participants to predict and monitor the VP’s reaching trajectory. In both tasks, the VP performed unexpected movement corrections to which the participant needed to adapt. By comparing the neural activity locked to the detection of unexpected changes in the VP action (other-monitoring) or to the participants’ action-replanning (self-monitoring), we show that during interpersonal interactions the monitoring system is more attuned to others’ than to one’s own actions. Additionally, distinctive neural responses to VP’s unexpected goals and trajectory corrections were found: goal corrections were reflected both in early fronto-central and later posterior neural responses while trajectory deviations from the expected movement were reflected only in later and posterior responses. Since these responses were locked to the partner’s behavior and not to one’s own, our results indicate that during interpersonal interactions the action monitoring system is dedicated to evaluating the partner’s movements. Hence, our results reveal an eminently social role of the monitoring system during motor interactions. Significance Statement Non-verbal synchronous interpersonal interactions require the monitoring of both our actions and those of our partners. Understanding the neural underpinnings of this ability with a focus on the dynamics between self- and other-monitoring is fundamental to the comprehension of social coordination. By combining EEG and immersive Virtual Reality we demonstrate that the monitoring system is more attuned to others’ actions than to our own. In two tasks, we show that the neural activity associated with unexpected corrections in the goal or the trajectory of an action are locked to the partner’s actions rather than to the participants’ subsequent adaptation. This pattern of results highlights a social mode adopted by the monitoring system to handle motor interactions.