Methoden, um den Einfluss von Top-down-Prozesse auf Visuelle Motor Verhalten erkunden

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, mithilfe einer 3D-Tiefeninversionsillusion eine Methodik zu entwickeln, um die Rolle von top-down-visuellen Prozessen auf motorische Aktionen zu klären. Dies wird erreicht, indem zunächst eine Vorrichtung konstruiert wird, die einen starken 3D-Reversperspektiv-Reiz präsentiert, um Greifbewegungen unter verschiedenen Wahrnehmungszuständen durchzuführen. Der zweite Schritt des Verfahrens besteht darin, ein Bewegungserfassungssystem einzurichten, um die Interaktion eines Teilnehmers mit diesem Reiz aufzuzeichnen.

Der dritte Schritt besteht darin, eine Plattform zu schaffen, die es den Teilnehmern ermöglicht, dorthin zu greifen, wo sie zuletzt ein Ziel auf dem Reiz wahrnahmen, ohne dabei visuelle Online-Korrekturen oder haptisches Feedback zu erhalten. Der letzte Schritt ist die Analyse sowohl der Vorwärtsgriffdaten als auch der nicht instruierten Armrückbewegung, um ein umfassendes Modell des visuellen Motorverhaltens in diesem Kontext zu erstellen. Letztendlich können die Ergebnisse Veränderungen in der Greifdynamik unter verschiedenen Wahrnehmungszuständen anhand der in diesem Paradigma bereitgestellten kinematischen Bewertung aufzeigen.

Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden Methoden, wie jenen, die die Hohlgesichtsillusion nutzen, besteht darin, dass der jeweilige Reiz nahezu maximale Unterschiede von 90 Grad in der Oberflächenorientierung unter vertikalen und illusorischen Wahrnehmungszuständen ermöglicht. Diese neue Methode kann helfen, zentrale Fragen im Bereich der Wahrnehmungswissenschaft zu beantworten und dazu beitragen, eine objektivere psychologische Wissenschaft aufzubauen, die über menschliche verbale Selbstaussagen oder Tastendrücke hinausgeht. Die sehr unterschiedlichen Vorhersagen der beiden Hypothesen. Mit anderen Worten: Ob das motorische Kontrollsystem durch die Illusion beeinflusst wird oder nicht, ermöglicht es uns, diese Hypothese zu testen.

Den Ablauf demonstrieren heute Jay Val, CD Pathak und R Sadik, wissenschaftliche Mitarbeiter in unseren Laboren. Bauen Sie zunächst eine bewegliche Plattform mit den Maßen 65 mal 55 Zentimetern, die sich auf einer 55 Zentimeter langen Schiebeschiene bewegt. Die verschiedenen Reize werden auf der Plattform platziert.

Die Stimuli müssen auf Augenhöhe einem sitzenden Teilnehmer präsentiert werden, daher sollte die Bahn in der entsprechenden Höhe befestigt werden. Die Plattform sollte über einen einziehbaren Federmechanismus verfügen. Verbinden Sie diesen Mechanismus mit einer Leiterplatte, die verschiedene Ereignisse hinter dem Sitz des Teilnehmers synchronisiert.

Richten Sie Lampen so ein, dass sie die Plattform gleichmäßig ausleuchten. Schließen Sie die Lampen an dasselbe Schaltbrett unterhalb der Handauflagen des Sitzes des Teilnehmers an. Befestigen Sie eine Schaltbox, die leicht vom Teilnehmer betätigt werden kann, indem er seine Hand hebt.

Verbinden Sie den Schalter mit der Leiterplatte. Verbinden Sie die Ausgangsstifte mit den Stiften des Mikrocontrollers zur Aktivierung des Reizes. Die Plattform sollte sich zurückziehen und das Licht sollte ausgehen, wenn die Auslöseschachtel betätigt wird, indem der Teilnehmer seinen Arm nach außen ausstreckt.

Verwenden Sie MATLAB, um den Mikrocontroller zu steuern, um die Versuchssequenz aufzuzeichnen, und weisen Sie den Experimentator an, welche Betrachtungsbedingungen für jeden Versuch benötigt werden. Erstellen Sie nun den korrekten perspektivischen Reiz und den umgekehrten perspektivischen Reiz. Obwohl das zentrale Gebäude konvex erscheint, ist es physisch konkav bezogen auf die rechte Seite der Mittellinie bei beiden Reizen.

Befestigen Sie eine rote ebene Scheibe. Erstellen Sie die beiden Trainingsreize aus rechteckigen Platten auf jeder Platte. Stellen Sie eine der isolierten rechten Flächen des mittleren Gebäudes mit der roten Scheibe dar.

Eine Seite ist für den Stimulus mit umgekehrter Perspektive und die andere für den Stimulus mit korrekter Perspektive. Testen Sie zuerst die Stereopsis der Teilnehmer mithilfe eines Zufallspunkte-Stereotests. Bestimmen Sie außerdem ihre Augendominanz.

Stellen Sie anschließend das aus 14 elektromagnetischen Sensoren bestehende Bewegungserfassungssystem mit einer Frequenz von 240 Hertz sowie die Bewegungsverfolgungs-Software ein. Befestigen Sie 12 der 14 Sensoren mithilfe von Sportbändern am Probanden. Platzieren Sie sie am Kopf, am Rumpf, an beiden Schultern, an den Oberarmen, Unterarmen sowie am Zeigefinger und Daumen der Hand, die den Schalter bedient.

Platzieren Sie die beiden anderen Sensoren auf der Rückseite der beiden Stimuli hinter den roten Scheiben. Der Teilnehmer sollte die Stimuli vor dem Test nicht sehen. Schalten Sie alle Lichter aus, außer den Lampen, die verwendet werden, um die Stimulusplattform zu beleuchten.

Dimmen Sie Computerbildschirme und halten Sie sie vom Versuchsaufbau weggedreht. Weisen Sie den Teilnehmer in den Ablauf des Experiments und die Bedienung der Schaltbox ein. Demonstrieren Sie, wie der Teilnehmer nur an der sichtbaren Stelle des Plattforms greifen soll.

Führen Sie nun eine Übungsphase für einen Reiz durch. Senden Sie nur eine Tafel mit einer darauf befestigten Stange, an der Objekte aufgehängt werden können. Bitten Sie den Teilnehmer, nach der Stange zu greifen und danach die Hand wieder in die Ausgangsposition zurückzubringen.

Wiederholen Sie dies dreimal im individuellen Arbeitstempo des Teilnehmers. Beginnen Sie mit den Initiationsdurchgängen unter Verwendung der beiden Trainingsreize. Bitten Sie den Teilnehmer, nach jedem Durchgang die Augen zu schließen, damit er nicht sieht, wie die Reize ausgetauscht werden.

Die Software legt zufällig die Reihenfolge fest, in der die beiden Reize jeweils viermal angezeigt werden. Beginnen Sie nun mit den experimentellen Durchgängen. Diese Durchgänge bestehen aus drei Bedingungen.

Man betrachtet das umgekehrte Spektrum unter illusorischer Wahrnehmung. Die nächste Bedingung ist die Betrachtung der umgekehrten Perspektive unter vertikaler Wahrnehmung. Die dritte, natürlich, ist die korrekte Perspektive.

Zeigen Sie zuerst den umgekehrten Perspektivreiz und fragen Sie, ob der Teilnehmer die illusorische Wahrnehmung des mittleren Gebäudes, das hervorspringt, stabilisieren kann. Falls der Teilnehmer die Illusion nicht stabilisieren kann, setzen Sie eine Entfokussierungslinse vor das nicht-dominante Auge; falls die Linse erforderlich ist, verwenden Sie sie für jeden nachfolgenden illusorischen Durchgang. Die Reihenfolge der verbleibenden Durchgänge sollte randomisiert sein.

Insgesamt werden 12 Durchläufe für jede Bedingung präsentiert, was zu 36 experimentellen Durchläufen führt. Die Gesamtanzahl aller Durchläufe beträgt 47. Diese umfasst die Übungs-, Trainings- und experimentellen Durchläufe.

Geben Sie für jeden Durchlauf mündliche Anweisungen: Bei der retrospektiven illusorischen Durchführung weisen Sie die Versuchsperson an, das mittlere Gebäude aus der richtigen Perspektive als hervortretend wahrzunehmen. Bei vertikalen Durchführungen weisen Sie die Versuchsperson an, das mittlere Gebäude als sich nach innen verziehend wahrzunehmen. Fordern Sie die Versuchsperson stets erst dann auf, zuzugreifen, wenn sich die Wahrnehmung stabilisiert hat.

Der kritischste Teil des Protokolls besteht darin, sicherzustellen, dass der Teilnehmer die illusorische oder vertikale Wahrnehmung während der gesamten Dauer des Versuchs beibehält. Wir geben dem Teilnehmer ausreichend Zeit, um dies zu erreichen, und wiederholen den Versuch bei Unsicherheit. Die Wilkes-Lambda-Teststatistik ist eine Metrik, die für die Analyse verwendet wird.

Handwegdaten eines repräsentativen Probanden zeigten signifikante Unterschiede in den Handwegtrajektorienprofilen für die von dem Probanden ausgeführten Greifbewegungen unter der vertikalen Wahrnehmung (grün) und der illusorischen Wahrnehmung (blau) des jeweiligen Reizes. Dieser Unterschied in der Krümmung des Handwegs unter vertikaler und illusorischer Wahrnehmung ist ebenfalls bei der nicht instruierten Rückwärtsbewegung des Arms zu beobachten.

Beim Vergleich der spective vertikalen korrekten Perspektive zeigten die Daten, wie erwartet, signifikante Unterschiede sowohl bei der Vorwärtsreichweite als auch bei den Handrückzugsdiskussionen; die statistischen Ausführungen sind im Textprotokoll detailliert beschrieben, wenn die Orientierung der Hand während der Annäherung an die Reize untersucht wird. Die Handannäherungsvektoren unter dem umgekehrten spective vertikalen Reiz in Grün unterschieden sich von den beiden anderen Reizbedingungen. Handannäherungsvektoren in der Hand.

Die Orientierungen waren deutlich ähnlich. Sobald die Technik beherrscht ist, kann sie bei korrekter Durchführung in etwa einer Stunde durchgeführt werden. Während des Ablaufs dieses Verfahrens ist es sehr wichtig, eine kontinuierliche, vollständige Bewegung des Arms aufzuzeichnen, einschließlich der vorwärts gerichteten Handbewegung in Richtung Ziel und der spontanen Handrückführung.

Die Leiter arbeitete nach ihrer Entwicklung vollständig automatisch, ohne Anweisungen. Diese Technik kann für Forscher auf dem Gebiet der Neurowissenschaften den Weg ebnen, die Beziehung zwischen top-down-Kontrolle und sensorisch-motorischer Verarbeitung sowohl bei typisch entwickelten als auch bei pathologischen Populationen zu untersuchen.