Dissecting the Sense of Agency: Integrating Sensorimotor and Cognitive Cues Across Different Experimental Paradigms

The sense of agency refers to the feeling of controlling one’s actions and their effects on the external environment. The experience of agency includes two dimensions: the “judgment of agency”, the metacognitive experience of agency and the “feeling of agency”, the implicit sensation of being the author of an action. Different neurocognitive models have been proposed to explain the genesis of the experience of agency. These models vary in the weight assigned to different cues affecting agency dimensions, including low-level cues (sensorimotor proprioceptive and exteroceptive cues) and high-level cues (cognitive cues). To test these cognitive models, I designed a series of experiments to explore the impact of different cues on the two dimensions of agency. I took advantage of a validated ecological experimental paradigm, whereby participants were instructed to actively/passively switch on a lightbulb, providing measures of their explicit and implicit sense of agency. First, I focused on the role of sensorimotor proprioceptive and exteroceptive cues, investigating: (i) the effect of the physiological process of ageing on the agency experience (Study 1), (ii) the development of the sense of agency towards movements and outcomes produced in a virtual environment (Study 2), and (iii) how spatial cues may modulate the agency experience (Study 3). Subsequently, I studied the impact of contextual and social cues on the experience of agency by behaviourally measuring explicit and implicit self-agency in both solo and various interactive contexts (Study 4). Besides the findings of the single experiments, I believe my results underscore two key insights. First, the implicit and explicit dimensions of agency can dissociate, supporting the Optimal Cue Integration Theory, which suggests that these dimensions depend on cognitive processes at different stages of the motor hierarchy. However, the results challenge the strict binary distinction between low- and high-level cues as exclusively influencing either implicit or explicit agency, as proposed by the model. Instead, they reveal a dynamic interaction between sensorimotor and cognitive cues in shaping the overall experience of agency based on the task request. These insights contribute to a new neurocognitive model of agency, offering a foundation for future research on this complex phenomenon.

Il termine "senso di agentività" si riferisce alla percezione di avere il controllo sulle proprie azioni e sui loro effetti sull’ambiente esterno. L'esperienza di agentività comprende due dimensioni: il "giudizio di agentività", che rappresenta l'esperienza metacognitiva dell’agire, e la "sensazione di agentività", ovvero la percezione implicita di essere l'autore di un'azione. Negli ultimi decenni, sono stati proposti diversi modelli neurocognitivi per spiegare come si manifesti il senso di agentività. Questi modelli differiscono per il peso assegnato ai vari segnali che influenzano le dimensioni dell'agentività, inclusi segnali di basso livello (propriocettivi ed esterocettivi sensomotori) e segnali di alto livello (cognitivi). Per mettere alla prova questi modelli cognitivi, ho progettato una serie di esperimenti finalizzati a esplorare l'impatto dei diversi segnali sulle due dimensioni di agentività. A tal fine, ho utilizzato un paradigma sperimentale ecologico convalidato, in cui i partecipanti sono stati istruiti ad accendere attivamente o passivamente una lampadina, fornendo così misure del loro senso di agentività esplicito e implicito. In primo luogo, mi sono concentrata sul ruolo dei segnali sensomotori propriocettivi ed esterocettivi, indagando: (i) l'effetto del processo fisiologico di invecchiamento sull'esperienza di agentività (Studio 1), (ii) il manifestarsi del senso di agentività rispetto a movimenti ed esiti prodotti in un ambiente virtuale (Studio 2) e (iii) come le informazioni spaziali possano modulare l'esperienza di agentività (Studio 3). Successivamente, ho analizzato l’impatto delle informazioni contestuali e sociali sull'esperienza di agentività, misurando il senso di agentività esplicito e implicito in contesti individuali e in vari contesti interattivi (Studio 4). Oltre ai risultati dei singoli esperimenti, credo che i miei studi evidenzino due aspetti cruciali. In primo luogo, le dimensioni implicite ed esplicite di agentività possono dissociarsi, a supporto della teoria dell'integrazione ottimale dei segnali, la quale suggerisce che queste due dimensioni dipendono da processi cognitivi che avvengono a diversi livelli della gerarchia motoria. Tuttavia, in contrasto con quanto proposto dal modello, i miei risultati indicano che una rigida distinzione binaria tra segnali di basso e alto livello, come influenzanti esclusivamente l'agentività implicita o esplicita, non è esaustiva. I dati mostrano, infatti, un'interazione dinamica tra segnali sensomotori e cognitivi nel plasmare l'esperienza complessiva di agentività, a seconda delle richieste del compito. Queste osservazioni pongono le basi per un nuovo modello neurocognitivo di agentività, offrendo un punto di partenza per future ricerche su questo complesso fenomeno.