Die Kongruenz Crossmodale Aufgabe als ein Mittel zum Ziel Behavioral Messen in der Rubber Hand Illusion Paradigm erhalten
26. Juli 2013
Wir zeigen, wie ein objektives Maß in die breite Anwendung Gummihand Illusion Paradigma eingesetzt werden können. Diese Maßnahme wird durch Modifizieren der etablierten crossmodalen Kongruenz Aufgabe erhalten. Diese Aufgabe ermöglicht die Untersuchung von multisensorischen Prozesse, die entscheidend für die Modulationen des Körpers Darstellungen wie in der Gummihand Illusion sind.
Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, die kreuzmodale Kongruenzaufgabe als objektives Maß im Rahmen des Gummihand-Illusionsparadigmas zu verwenden. Zunächst wird die Gummihand-Illusion erzeugt, indem die sichtbare Gummihand synchron mit der versteckten echten Hand des Teilnehmers mit einem Pinsel gestreichelt wird. Anschließend werden die Teilnehmer gebeten, taktile Zielreize zu unterscheiden, während sie visuelle Ablenkungsreize betrachten, in der sogenannten kreuzmodalen Kongruenzaufgabe.
Der Pinselstrich wird vor jedem Durchlauf wiederholt, und dies mindestens 60-mal. Der letzte Schritt besteht darin, eine Kontrollbedingung durchzuführen, bei der die Illusion nicht durch asynchrone Pinselstriche hervorgerufen wird. Letztendlich dient die Aufgabe zur crossmodalen Kongruenz dazu, Veränderungen in der multisensorischen Verarbeitung aufzuzeigen, die entscheidend für Modulationen der Körperrepräsentation sind, wie sie beispielsweise bei der Gummihand-Illusion auftreten.
Der Hauptvorteil dieser Technik im Vergleich zu bestehenden Methoden wie Ratingskalen, prop perzeptiver Drift und physiologischen Messungen besteht darin, dass die Aufgaben zur crossmodalen Gleichzeitigkeit als objektives Maß verwendet werden können, das weniger anfällig für Beobachtungs- und experimentelle Verzerrungen sowie adaptive physiologische Prozesse ist. Unsere heutige Versuchsperson wird Marina Ko sein. Die Gummihand-Illusion (RHI) verwendet eine Box, die die eigene Hand der Versuchsperson verdeckt, während ein Blick auf eine künstliche Hand präsentiert wird. Die künstliche Hand muss nicht unbedingt aus Gummi bestehen.
Hier wird eine Prothese verwendet. Zwei weiche Bürsten dienen zum Streichen der Hände. Eine experimentelle Software liefert über Kopfhörer Zeitsignale zur Abgabe der Bürstenstriche für die intermodale Kongruenz.
Zur Lieferung taktiler Reize werden Aufgaben-Takt-Touren verwendet, wie beispielsweise ein elektromagnetischer Solenoid-Stimulator oder ein kleiner Lautsprecher. Hier werden taktile Reize durch kleine Lautsprecher vermittelt, die innerhalb der Box platziert sind. Für die Gummihand sollte außerdem ein Dummy-Tektor angebracht werden.
Danach werden LEDs positioniert, um visuelle Reize bereitzustellen. Wenn alles richtig platziert ist, verwenden Sie die experimentelle Software, um die Präsentation der Reize zu programmieren. Beginnen Sie, indem Sie den Teilnehmer anweisen, sich in eine bequeme Sitzposition zu setzen.
Nachdem die Versuchsperson ihre Hand in die Box gelegt hat, sicherstellen, dass sie die Gummihand sehen kann, nicht jedoch ihre eigene Hand. Eine Schutzschürze verwenden, um Schulter und Arm der Versuchsperson sowie den Teil der Gummihand abzudecken, der bis zum Handgelenk reicht. Sobald alles richtig positioniert ist, weisen Sie die Versuchsperson an, die Position der taktilen Reize so schnell und genau wie möglich zu erkennen und anzugeben.
Zeigen Sie anschließend dem Teilnehmer, wie die Computermaus verwendet wird, um während des Tests Antworten zu markieren. Es ist hilfreich, Trainingsblöcke einzuschließen, damit sich der Teilnehmer mit der Aufgabe zur crossmodalen Kongruenz vertraut machen kann. Verwenden Sie zunächst Übungsdurchläufe ohne visuelle Reize, um den Teilnehmer an die taktilen Zielreize zu gewöhnen.
Verwenden Sie anschließend Übungsversuche, die die LED-Stimuli beinhalten. Vor der Testung geben Sie dem Teilnehmer Kopfhörer mit weißem Rauschen, um mögliche Geräusche, die während der Stimuluspräsentation entstehen könnten, zu blockieren. Der Versuchsleiter sollte dann eine Position einnehmen, von der aus er bequem beide Bürstenstriche durchführen kann.
Platzieren Sie einen Fixationspunkt zwischen den Lichtern und weisen Sie den Teilnehmer an, während des gesamten Experiments auf diesen Punkt zu fixieren. Wenn bereit, erzeugen Sie die Gummihand-Illusion durch synchrones Abstreichen mit einem Pinsel. Beide Hände sollten gleichzeitig und an derselben Stelle berührt werden.
Führen Sie die Streichreize eine bis drei Minuten vor der Aufgabe zur Prüfung der multimodalen Kongruenz durch. Und vor jedem Durchgang erneut, verwenden Sie asynchrone Streichung als Kontrollbedingung, bei der beide Hände mit einer zeitlichen Verzögerung gestreichelt werden. Beginnen Sie die Aufgabe, indem Sie einen taktilen Reiz und einen visuellen Reiz entweder an einer räumlich kongruenten oder inkongruenten Position präsentieren.
Präsentieren Sie die Stimuli in kongruenten und inkongruenten Durchgängen an unterschiedlichen Positionen und in zufälliger Reihenfolge. Verwenden Sie No-Go-Durchgänge, um sicherzustellen, dass die Teilnehmer auf die Stimuli schauen. Fordern Sie die Teilnehmer beispielsweise auf, die Antwort zu unterlassen.
Wenn die Lichter an beiden Positionen gleichzeitig angehen. Wenn die Teilnehmer während dieser Durchgänge regelmäßig einen Knopf drücken, kann dies darauf hinweisen, dass sie nicht auf die Lichter schauen. Sie können auch Ratingskalen verwenden, um subjektive Erfahrungen während des RHI-Paradigmas zu überwachen. Die Bewertungsantworten aus dem hier gezeigten Fragebogen können mit zuvor erhobenen verglichen werden.
Nach der Durchführung erhalten Sie den Durchschnitt der Leistungsmessungen für jeden Teilnehmer und jede Bedingung. Versuche, bei denen die Teilnehmer zu früh oder zu langsam reagiert haben, werden automatisch von der Analyse ausgeschlossen. Die Anzahl der Fehlalarme in No-Go-Versuchen sollte überprüft werden, um festzustellen, ob signifikante Unterschiede zwischen den Bedingungen bestehen.
Nur die Reaktionszeiten für korrekte Versuche werden zur Berechnung des kreuzmodalen Kongruenzeffekts herangezogen. Sowohl die Reaktionszeit als auch die Antwortabweichung unterschieden sich signifikant zwischen den verschiedenen RHI-Bedingungen. Der CCE war signifikant erhöht, wenn die RHI durch synchrone Striche induziert wurde, verglichen mit asynchronen Strichen; wenn jedoch keine Bürstenstriche vor jeder kreuzmodalen Kongruenzaufgabe verabreicht wurden, wurde der CCE nicht signifikant moduliert.
Wenn die Technik einmal beherrscht ist, kann sie pro Bedingung in etwa 15 Minuten durchgeführt werden.
Übersicht
Diese Studie demonstriert die Verwendung der Aufgabe zur Überprüfung der crossmodalen Kongruenz als objektives Maß im Rahmen des Gummihand-Illusionsparadigmas. Durch die Anwendung synchroner Bürstenstriche untersucht die Forschung multisensorische Prozesse, die entscheidend für die Modulation körperlicher Repräsentationen sind.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Neurowissenschaften
- Verhaltenspsychologie
- multisensorische Integration
Hintergrund
- Die Gummihandillusion (RHI) ist ein bekanntes Phänomen, bei dem eine Person eine Gummihand als ihre eigene wahrnimmt.
- Sie verdeutlicht die Fähigkeit des Gehirns, visuelle und taktile Informationen zu integrieren.
- Herkömmliche Methoden zur Messung der RHI können subjektiv sein und anfällig für Verzerrungen.
- Die Aufgabe zur Überprüfung der kreismodalen Kongruenz bietet einen objektiveren Ansatz, um diese multimodalen Prozesse zu bewerten.
Zweck der Studie
- Die Kreuzmodale-Kongruenz-Aufgabe als objektives Maß im RHI-Paradigma anwenden.
- Untersuchen, wie die multisensorische Verarbeitung durch die Induktion der Gummihandillusion beeinflusst wird.
- Die Wirksamkeit dieser Methode im Vergleich zu traditionellen subjektiven Maßen bewerten.
Verwendete Methoden
- Induktion der Gummihandillusion durch synchrones Bürsten der Gummihand und der verdeckten Hand des Teilnehmers.
- Die Teilnehmer führen eine kreuzmodale Kongruenzaufgabe durch, bei der sie taktilen Reizen diskriminieren, während sie visuelle Ablenkungsreize sehen.
- Kontrollbedingungen beinhalten asynchrones Bürsten, um Unterschiede in der multisensorischen Verarbeitung zu bewerten.
- Die Datenanalyse umfasst Reaktionszeiten und Fehlerquoten zur Beurteilung des kreuzmodalen Kongruenzeffekts.
Hauptergebnisse
- Der kreuzmodale Kongruenzeffekt war signifikant größer, wenn die RHI durch synchrone Streicheln induziert wurde im Vergleich zu asynchronem Streicheln.
- Die Reaktionszeiten und Fehler variierten signifikant zwischen den verschiedenen RHI-Bedingungen.
- Objektive Messungen, die durch die kreuzmodale Kongruenzaufgabe bereitgestellt wurden, verringerten die Anfälligkeit für Verzerrungen, die bei traditionellen Methoden auftreten.
- Insgesamt kann die Technik pro Bedingung effizient innerhalb von etwa 15 Minuten durchgeführt werden.
Schlussfolgerungen
- Die kreuzmodale Kongruenzaufgabe ist ein wertvolles objektives Maß zur Untersuchung der Gummihandillusion.
- Diese Methode vertieft das Verständnis der multisensorischen Integration und der Körperrepräsentation.
- Zukünftige Forschungsarbeiten können auf dieser Technik aufbauen, um weitere Feinheiten der sensorischen Verarbeitung zu erforschen.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Objektive Verhaltensmessungen der multisensorischen Integration, wie die Aufgabe zur intermodalen Kongruenz im Rahmen der Gummihand-Illusions-Paradigmas, berücksichtigen den Bedarf an biasresistenten, reproduzierbaren Endpunkten bei der frühen Neurowissenschaftsforschung. Dieser Ansatz ermöglicht eine robuste Quantifizierung der Modulation der Körperrepräsentation und stützt damit die mechanistische Entlastung von Risiken sowie ein vorhersagbares Vertrauen in translationsmedizinische Untersuchungen. Die Integration solcher objektiven Tests stärkt die Entscheidungsfindung bei der Portfolioauswahl an der Schnittstelle zwischen Zielvalidierung und präklinischer Modellauswahl.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Ermöglicht eine gründliche Untersuchung der Mechanismen der multisensorischen Integration, die der Körperrepräsentation zugrunde liegen.
- Liefert objektive, quantifizierbare Endpunkte zur funktionellen Zielvalidierung in der sensorischen Neurowissenschaft.
- Unterstützt die Vorhersagbarkeit, indem sie Beobachter- und Experimentatorbias in Verhaltensassays reduziert.
- Erleichtert die mechanistische Risikominderung für Zielstrukturen, die sensorische Integrationswege modulieren.
Screening und Assay-Entwicklung
- Liefert einen standardisierten, reproduzierbaren Verhaltens test, der für die Datenerhebung mit hoher Frequenz geeignet ist.
- Unterstützt die Reproduzierbarkeit des Tests und quantitative Ausgaben durch Reaktionszeit- und Fehlermetriken.
- Bereitet validierte Systeme für die anschließende Wirkstoffscreening-Untersuchung, die auf multisensorische Prozesse abzielt, vor.
- Ermöglicht eine zuverlässige Bewertung von Interventionen, die die sensorische Integration und Körperrepräsentation beeinflussen.
Translationale und präklinische Forschung
- Koppelt objektive Verhaltensendpunkte an krankheitsrelevante Modelle sensorischer und perzeptiver Störungen.
- Stellt eine kontinuierliche Übertragung von der Entdeckung bis zur präklinischen Validierung sicher, indem mechanistische Befunde mit funktionellen Ergebnissen verknüpft werden.
- Unterstützt risikoadjustierte Entscheidungen über die Weiterentwicklung von Programmen, die auf neuronale Integrationswege abzielen.
- Bietet eine prädiktive Entschärfung von Risiken für die translationale Biomarker-Entwicklung in der sensorischen Neurowissenschaft.
Pipeline- und Workflow-Integration
Die Aufgabe zur übermodalen Kongruenz fungiert als Brücke von der frühen Entdeckung bis zur präklinischen Validierung und ermöglicht eine robuste Hypothesenprüfung sowie die Standardisierung von Assays in Arbeitsabläufen der Sinnesneurowissenschaften.
- Entdeckungsbasierte Biologie: Objektive Quantifizierung der multisensorischen Integration und Veränderungen der Körperrepräsentation für hypothesengetriebene Forschung.
- Screening: Bietet reproduzierbare, quantitative Verhaltensausgaben für die Assay-Entwicklung und die Bewertung von Substanzen.
- Analytik: Stellt Metriken zu Reaktionszeiten und Fehlerraten bereit, um experimentelle Bedingungen und Interventionen zu vergleichen.
- Translationale Forschung: Verbindet mechanistische Erkenntnisse mit funktionellen Ergebnissen, die für präklinische Modelle sensorischer Dysfunktionen relevant sind.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Schafft eine wiederverwendbare Plattform für verhaltensbasierte Assays für vielfältige Neurowissenschafts- und Sensorikintegrationsstudien.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit und verringert mechanistische Mehrdeutigkeiten in der Forschung zur sensorischen Integration.
- Operationaler Wert: Verbessert die Standardisierung, Reproduzierbarkeit und Skalierbarkeit von Verhaltensassays.
- Strategischer Wert: Unterstützt Go/No-Go-Entscheidungen und verbessert die Kapitalnutzungseffizienz, indem robuste objektive Endpunkte bereitgestellt werden.
- Portfolio-Wirkung: Unterstützt die risikoadjustierte Priorisierung und Weiterentwicklung von Neurowissenschaftsprogrammen, die auf multisensorische Signalwege abzielen.
Durchführungsüberlegungen
- Erfordert Fachkenntnisse in der Verhaltensneurowissenschaft und Paradigmen zur multisensorischen Integration.
- Benötigt Instrumentierung zur Darbietung taktiler und visueller Reize sowie zur Aufzeichnung von Antworten.
- Erfordert eine standardisierte Durchführung der Protokolle und Datenanalyse über mehrere Forschungsteams hinweg.
- Kann mit Anpassungen des Protokolls auf verschiedene Modelle künstlicher Hände und Sinnesmodalitäten übertragen werden.
- Beschränkt auf Verhaltensendpunkte; physiologische oder molekulare Korrelate erfordern zusätzliche, komplementäre Assays.
