Body ownership and embodiment: Vestibular and multisensory mechanisms

SummaryBody ownership and embodiment are two fundamental mechanisms of self-consciousness. The present article reviews neurological data about paroxysmal illusions during which body ownership and embodiment are affected differentially: autoscopic phenomena (out-of-body experience, heautoscopy, autoscopic hallucination, feeling-of-a-presence) and the room tilt illusion. We suggest that autoscopic phenomena and room tilt illusion are related to different types of failures to integrate body-related information (vestibular, proprioceptive and tactile cues) in addition to a mismatch between vestibular and visual references. In these patients, altered body ownership and embodiment has been shown to occur due to pathological activity at the temporoparietal junction and other vestibular-related areas arguing for a key importance of vestibular processing. We also review the possibilities of manipulating body ownership and embodiment in healthy subjects through exposition to weightlessness as well as caloric and galvanic stimulation of the peripheral vestibular apparatus. In healthy subjects, disturbed self-processing might be related to interference of vestibular stimulation with vestibular cortex leading to disintegration of bodily information and altered body ownership and embodiment. We finally propose a differential contribution of the vestibular cortical areas to the different forms of altered body ownership and embodiment.

RésuméL’attribution du corps propre et de ses éléments constitutifs (body ownership), ainsi que le sentiment d’incarnation (embodiment) – le fait d’habiter ce corps, d’être localisé dans les limites physiques de ce corps –, sont deux éléments fondamentaux de la conscience de soi. Nous faisons ici la synthèse de données issues de la neurologie montrant que des manifestations paroxystiques telles que les phénomènes autoscopiques (expérience de sortie du corps, héautoscopie, hallucination autoscopique, sensation de présence) et l’illusion de bascule de l’environnement (room tilt illusion) se caractérisent par une atteinte différentielle des mécanismes d’attribution du corps propre et du sentiment d’incarnation. Nous faisons l’hypothèse que les différents phénomènes autoscopiques et l’illusion de bascule de l’environnement se caractérisent par différents patrons de déficits d’intégration des informations sensorielles corporelles (informations visuelles, musculaires proprioceptives et tactiles) combinés à une perte de cohérence entre les références visuelles et vestibulaires. Chez les patients souffrant de phénomènes autoscopiques, les déficits d’attribution du corps propre et du sentiment d’incarnation ont été liés à un dysfonctionnement au niveau de la jonction temporopariétale et d’autres régions corticales recevant des informations vestibulaires, suggérant une contribution importante des afférences vestibulaires dans les mécanismes de la conscience de soi. Nous rapportons également des données de la littérature recueillies chez des sujets sains suggérant la possibilité de manipuler l’attribution du corps propre et le sentiment d’incarnation par des stimulations artificielles du système vestibulaire périphérique (stimulations vestibulaires caloriques et galvaniques) ou l’apesanteur. Chez des sujets sains, les stimulations vestibulaires, en interférant avec les traitements multisensoriels dans les cortex vestibulaires, conduiraient à une intégration erronée des informations sensorielles corporelles et altéreraient les mécanismes sous-tendant la conscience de soi. Nous proposons finalement une contribution différentielle des aires corticales vestibulaires aux différents troubles de l’attribution du corps propre et du sentiment d’incarnation.