طرق لاستكشاف تأثير من أعلى إلى أسفل العمليات البصرية على السلوك الحركي

الهدف العام من هذا الإجراء هو تطوير منهجية تستخدم خدعة عكس العمق ثلاثي الأبعاد لتوضيح دور العمليات البصرية من الأعلى إلى الأسفل في الحركة الحركية. يتم تحقيق ذلك أولاً من خلال بناء جهاز يقدم محفزاً قوياً للمنظور العكسي ثلاثي الأبعاد لإجراء عمليات الوصول تحت حالات إدراكية مختلفة. وتتمثل الخطوة الثانية من الإجراء في إعداد نظام لالتقاط الحركة لتسجيل تفاعل المشارك مع هذا المحفز.

تتمثل الخطوة الثالثة في إنشاء منصة تسمح للمشاركين بالوصول إلى الموقع الذي أدركوا فيه وجود الهدف على المثير مؤخراً، دون أي تصحيحات بصرية آنية أو تغذية راجعة لمسية. أما الخطوة النهائية فهي تحليل بيانات كل من حركة الوصول الأمامية وكذلك حركة سحب الذراع غير الموجهة لبناء نموذج شامل للسلوك البصري الحركي في هذا السياق. وفي النهاية، يمكن للنتائج أن تظهر التغيرات في ديناميكيات الوصول تحت حالات إدراكية مختلفة من خلال التقييم الكينماتيكي الذي يوفره هذا النموذج.

تتمثل الميزة الرئيسية لهذه التقنية مقارنة بالطرق الحالية، مثل تلك التي تستخدم وهم الوجه المجوف، في أن المثير المعني يسمح بوجود اختلافات قصوى في توجه السطح تصل إلى ما يقرب من 90 درجة في ظل الحالات الإدراكية الرأسية والوهمية. يمكن لهذه الطريقة الجديدة أن تساعد في الإجابة على أسئلة جوهرية في مجال علم الإدراك، والبدء في بناء علم نفس أكثر موضوعية عبر تقنيات جديدة تتجاوز التقارير اللفظية الذاتية أو الضغط على المفاتيح من قبل البشر، والتنبؤات المتباينة تماماً للفرضيتين. بعبارة أخرى، فإن معرفة ما إذا كان نظام التحكم الحركي يتأثر بالوهم أم لا تتيح لنا اختبار هذه الفرضية.

سيقوم بتقديم الإجراء اليوم كل من جاي فال، وسي دي باثاك، وآر صادق، وهم مساعدو أبحاث في مختبراتنا. أولاً، قم بتشييد منصة متحركة بأبعاد 65 في 55 سنتيمتر، وتتحرك على مسار انزلاقي بطول 55 سنتيمتر. سيتم وضع المحفزات المختلفة على هذه المنصة.

يجب تقديم المحفزات بمستوى العين للمشارك الجالس، لذا يجب تثبيت المسار على الارتفاع المناسب. كما يجب أن تحتوي المنصة على آلية زنبرك قابلة للسحب. قم بتوصيل هذه الآلية بلوحة دارات تقوم بمزامنة الأحداث المختلفة خلف مقعد المشارك.

قم بتجهيز المصابيح لإضاءة المنصة بشكل متساوٍ. صِل المصابيح بلوحة الدائرة نفسها الموجودة أسفل مساند اليد في مقعد المشارك. ثبّت صندوق مفاتيح يمكن للمشارك الضغط عليه بسهولة عند رفع يده.

قم بتوصيل المفتاح بلوحة الدارة الكهربائية. صِل دبابيس المخرج بدبابيس المتحكم الدقيق لتفعيل التحفيز. يجب أن تتراجع المنصة وينطفئ الضوء عندما يضغط المشارك على صندوق التشغيل أثناء مد ذراعه للخارج.

استخدم برنامج MATLAB للتحكم في المتحكم الدقيق لتسجيل تسلسل التجارب ولتوجيه الباحث إلى ظروف الرؤية المطلوبة لكل تجربة. الآن، قم بتصميم محفز المنظور الصحيح وتصميم محفز المنظور العكسي. وعلى الرغم من أن المبنى المركزي يبدو محدباً، إلا أنه مقعر فيزيائياً إلى يمين خط المنتصف في كلا المحفزين.

قم بتثبيت قرص مستوٍ أحمر. قم ببناء المثيرين التدريبيين من ألواح مستطيلة على كل لوح. مثل أحد الأسطح اليمنى المعزولة للمبنى الأوسط باستخدام القرص الأحمر.

تخصص لوحة لمحفز المنظور العكسي واللوحة الأخرى لمحفز المنظور الصحيح. أولاً، يتم اختبار الرؤية المجسمة للمشاركين باستخدام اختبار راند للنقاط المجسمة (Rand dot stereo test). كما يتم تحديد العين السائدة لديهم.

بعد ذلك، قم بإعداد نظام التقاط الحركة المكون من 14 مستشعراً كهرومغناطيسياً بتردد 240 hertz وبرنامج تتبع الحركة. ضع 12 من المستشعرات الـ 14 على المشارك باستخدام أحزمة رياضية. قم بتثبيتها على الرأس، والجذع، والكتفين، وأعلى الذراعين، والساعدين، والسبابة والإبهام في اليد التي تشغل المفتاح.

ضع المستشعرين الآخرين على ظهر المثيرين خلف الأقراص الحمراء. يجب ألا يرى المشارك المثيرات قبل الاختبار. أطفئ جميع الأضواء باستثناء المصابيح المستخدمة لإضاءة منصة المثيرات.

قم بخفض سطوع شاشات الكمبيوتر وأبقِها بعيدة عن إعداد التجربة. قم بإطلاع المشارك على سير التجربة وكيفية تفعيل صندوق المفاتيح. وضح للمشارك وجوب الإمساك بالمنصة فقط في الجزء المرئي منها.

الآن، قم بإجراء تجربة تدريبية لمثير ما. أرسل سبورة فقط مثبت عليها عمود لتعليق الأشياء. اطلب من المشارك الوصول إلى العمود ثم إعادة يده إلى وضع الراحة.

كرر هذه العملية ثلاث مرات وفقاً للسرعة التي تريح المشارك. ابدأ تجارب البدء باستخدام المثيرين التدريبيين. اطلب من المشارك إغلاق عينيه بعد كل تجربة حتى لا يرى عملية تبديل المثيرات.

يقوم البرنامج بتحديد ترتيب عرض المحفزين عشوائياً بحيث يتم عرض كل منهما أربع مرات. ابدأ الآن التجارب الاختبارية، والتي تتكون هذه التجارب من ثلاث حالات.

تتمثل الحالة الأولى في عرض المنظور العكسي تحت إدراك وهمي. أما الحالة التالية فهي عرض المنظور العكسي تحت إدراك رأسي. وبالطبع، تكون الحالة الثالثة هي المنظور الصحيح.

اعرض محفز المنظور العكسي أولاً واسأل ما إذا كان المشارك يستطيع تثبيت الإدراك الخيالي للمبنى الأوسط وهو يبرز للخارج. إذا لم يتمكن المشارك من تثبيت الخداع البصري، فاستخدم عدسة تشتيت البؤرة على العين غير السائدة؛ وفي حال كانت العدسة مطلوبة، استخدمها في كل تجربة وهمية استرجاعية. يجب أن يكون ترتيب بقية التجارب عشوائياً.

يتم عرض إجمالي 12 تجربة لكل حالة، مما ينتج عنه 36 تجربة تجريبية. ويبلغ العدد الإجمالي الكلي للتجارب 47 تجربة، وهذا يشمل تجارب التدريب الممارسة والتجارب التجريبية.

قدم تعليمات شفهية لكل تجربة؛ ففي تجربة الوهم الاسترجاعي، يتم توجيه المشارك لرؤية المبنى الأوسط وكأنه يبرز للخارج، بينما في التجارب الرأسية، يتم توجيه المشارك لرؤية المبنى الأوسط وكأنه ينخفض للداخل. اطلب من المشارك دائمًا البدء في عملية الوصول فقط بمجرد استقرار الإدراك البصري.

الجزء الأكثر أهمية في البروتوكول هو ضمان حفاظ المشارك على الإدراك الوهمي أو الرأسي طوال مدة التجربة. نحن نتيح للمشارك أخذ وقته الكافي لتحقيق ذلك، وفي حال وجود شك، يتم تكرار التجربة. وتُعد إحصائية اختبار Wilkes Lambda أحد المقاييس المستخدمة في التحليل.

بيانات مسار اليد لمشارك ممثل. أظهر المشارك اختلافات ملحوظة في ملفات مسار حركة اليد أثناء عمليات الوصول التي تمت تحت تأثير الإدراك العمودي (باللون الأخضر) والإدراك الوهمي (باللون الأزرق) للمنبه المعني. ويظهر هذا الاختلاف في انحناء مسار اليد بين الإدراك العمودي والإدراك الوهمي أيضاً في عملية سحب الذراع غير الموجهة.

عند مقارنة المنظور الرأسي العمودي، كشفت البيانات كما هو متوقع عن وجود فروق ذات دلالة إحصائية لكل من تمدد الوصول للأمام وفي مناقشات سحب اليد؛ وتفصل البروتوكولات النصية هذه الإحصائيات عند فحص اتجاه اليد أثناء الاقتراب من المثيرات. وقد اختلفت ناقلات اقتراب اليد تحت تأثير المثير الرأسي العمودي العكسي (الموضح باللون الأخضر) عن حالتي المثيرين الأخريين. ناقلات اقتراب اليد في اليد.

كانت التوجهات متشابهة بشكل ملحوظ. وبمجرد إتقان هذه التقنية، يمكن تنفيذها في غضون ساعة واحدة تقريبًا إذا تمت بشكل صحيح. وأثناء حضور هذا الإجراء، من المهم جدًا تذكر تسجيل حركة كاملة ومستمرة للذراع، بما في ذلك كل من حركة يد الوصول للأمام باتجاه الهدف وحركة سحب اليد التلقائية.

أدّى السلم وظيفته تلقائياً دون أي تعليمات بعد تطويره. ويمكن لهذه التقنية أن تمهد الطريق للباحثين في مجال العلوم العصبية لاستكشاف العلاقة بين التحكم من الأعلى إلى الأسفل ومعالجة الحس الحركي في كل من المجموعات ذات النمو الطبيعي والمجموعات المرضية.