Name: Método de visualización para la deriva propioceptiva en un plano 2D que usa la máquina de vectores de soporte (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-10-27T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 5 s
Description: Aprende a estimar y visualizar la deriva propioceptiva en 2D usando la ilusión del espejo con selección libre de posición de la mano. Este método combina procedimientos psicofísicos con análisis de aprendizaje automático para estudiar la propiocepción.

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Esta investigación fue apoyada por el Programa del Centro de Innovación de la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón, JST.

Todos los aspectos del experimento fueron aprobados por el Comité Ético del Instituto de Tecnología de Tokio. 1. Configuración Experimental <ol><li> Materiales y configuración para la medición de la deriva propioceptiva. <ol><li> Obtener un soporte que puede sostener una placa de 100 x 100 cm verticalmente (Figura 1). </li><li> Obtener una silla en la que el participante pueda sentarse cómodamente durante el experimento. </li><li> Obtener un espejo de acrílico 100 x 100 cm y pizarra mate. </li><li> Obtener el rastreador de posición (por ejemplo, SLC-C02, Cyverse) para seguir la posición de la derecha del participante. La resolución espacial debe ser de aproximadamente 1,5 mm para permitir que un número suficiente de muestras que se utiliza para el aprendizaje automático. </li><li> Obtener una infrarrojos LED y marcadores retrorreflectantes que se utilizarán para indicar la posición del soporte y de la mano derecha del participante, respectivamente (véanse los pasos 1.1.11 y 3.2.6). </li><li> Obtener el pedal de la respuesta del participante. </li&gt; <li> Crear el programa a medida, que puede grabar y visualizar simultáneamente la posición de respuesta y la mano derecha del participante y reproducir un pitido como retroalimentación de la respuesta del participante cuando se presiona el pedal. En estos experimentos, se recogió posición de la mano derecha del participante mediante el dispositivo de captura de motor y su programa a medida de acuerdo a las instrucciones del fabricante. NOTA: De acuerdo con un artículo anterior 16, el programa se desarrolló con un conjunto de herramientas de desarrollo de software. El programa a medida desarrollado por el conjunto de herramientas de desarrollo de software se puede adaptar a otras marcas de dispositivos de captura de movimiento. </li><li> Utilice un metrónomo para proporcionar señales de temporización para la formación del movimiento de la mano, es decir, tocando la superficie del espejo o pizarra. Vea el paso 3.1.1 para obtener instrucciones precisas de formación. </li><li> Utilizar los auriculares con cancelación de ruido para reducir la posibilidad de que el participante puede oír las señales de sonido para la posición de la mano. </li><li> Para la condición de la retroalimentación visual, coloque el espejo en el soporte. Para la condición sin retroalimentación visual, coloque la pizarra en el soporte. </li><li> Coloque el LED de infrarrojos en la parte superior izquierda del espejo o pizarra. </li></ol></li><li> Materiales y configuración para la medición del sentido de propiedad y de la Agencia. <ol><li> Repita el procedimiento desde el paso 1.1.1 a 1.1.11 paso. </li><li> Crear u obtener el cuestionario de evaluación de sentido de propiedad y la agencia (por ejemplo, 10,13,16). La Tabla 1 muestra ejemplos de este cuestionario utilizado en el estudio previo 15. </li><li> Utilizar un monitor de PC o tableta para mostrar el cuestionario para el participante. </li></ol></li></ol> 2. Los participantes <ol><li> Reclutar a unos 10 participantes diestros con visión normal o corregida a la normal. Nota: El número de participantes puede ser ajustado de acuerdo a los objetivos experimentales y el número de ensayos repetidos por participhormiga. </li><li> Obtener el consentimiento informado por escrito para la participación antes del inicio del experimento. </li></ol> 3. Procedimiento Experimento <ol><li> Fase de Formación para el movimiento de la mano. <ol><li> Capacitar a los participantes para aprovechar de forma sincrónica con ambas manos en el espejo o una pizarra en un determinado tempo utilizando el metrónomo. Instruir a los participantes para realizar el movimiento tocando manteniendo el talón de la mano en contacto con el espejo o la junta. Al comienzo de la formación, iniciar el metrónomo a un ritmo de 60 latidos por minuto y luego instruir al participante para mover las dos manos de forma síncrona según el sonido del metrónomo. </li><li> Asegúrese de que la sincronización de movimiento de la mano del participante está cerca de un ciclo por segundo (aproximadamente 1 Hz) comparándolo con el sonido del metrónomo varios minutos después del comienzo de tapping. </li></ol></li><li> La estimación de la deriva propioceptiva en el plano sagital y medio del Participante. <ol><li&gt; Utilice una orden compensada de condiciones entre los participantes. </li><li> Montar el espejo o la pizarra en el soporte basado en las condiciones: con retroalimentación visual, montaje en el espejo; sin retroalimentación visual, montar la pizarra. </li><li> Asegúrese de que los participantes está sentado muy cerca del espejo o la pizarra, que se coloca a lo largo del plano medio sagital del participante (Figura 1). </li><li> Asegúrese de que los participantes pueden ver la imagen especular de la mano izquierda, pero no puede ver la verdadera mano derecha. </li><li> Instruir a los participantes a prestar atención a la imagen de la mano izquierda en el espejo durante el experimento. </li><li> Ponga los marcadores retrorreflectantes a la derecha índice de la yema del dedo y la muñeca del participante. <ol><li> Dado que los marcadores solamente se ponen en la mano derecha del participante, asegúrese de que la sensación háptica de la mano derecha del participante debido a los marcadores conectados no se altere sustancialmente en comparación con la mano izquierda mediante la consulta de laparticipante por vía oral. </li></ol></li><li> Ponga los auriculares con cancelación de ruido sobre las orejas de los participantes. </li><li> Instruir al participante para mover la mano izquierda aproximadamente 30 cm verticalmente y horizontalmente 30 cm desde la esquina inferior derecha del espejo y mantener esta posición de la mano izquierda durante el experimento. Esta posición se establece como el origen de la superficie del plano 2D. </li><li> Instruir al participante que coloque la mano derecha a voluntad en el otro lado del espejo o pizarra y mantener su posición hasta el final del ensayo. </li><li> Instruir al participante sobre la tarea de la siguiente manera: <ol><li> Al comienzo de cada ensayo, instruir al participante para empujar el botón del medio del pedal. En este momento, el sistema emitirá un sonido a través de los auriculares como retroalimentación de la pulsación del pedal. </li><li> Después de oír el pitido, instruir al participante para comenzar a tocar con las dos manos de forma sincrónica a 1 Hz en el tablero, que es el espejo en elcon la condición de retroalimentación visual o la pizarra en la condición sin retroalimentación visual. </li><li> Después de más de seis movimientos de las manos, dar instrucciones al participante para detener el movimiento en el momento preferido y responder a la pregunta acerca de la posición de la mano derecha pulsando el botón derecho o izquierdo en el pedal. El botón derecho es un sí y la izquierda es un no. La pregunta es: &quot;¿Se siente que la mano derecha e izquierda están en la misma posición?&quot; En este momento, el participante oirá un pitido como retroalimentación para la pulsación del pedal de nuevo. NOTA: Si los participantes preguntan sobre el significado de la &quot;la misma posición&quot;, decirles que &quot;la misma posición&quot; significa que la altura y la profundidad subjetiva de la mano derecha son equivalentes a la de la mano izquierda. </li><li> Instruir al participante para mover la mano derecha a otra posición de su elección. A continuación, iniciar el proceso de nuevo. Este ciclo continuará durante un máximo de 200 ensayos por condición. </li></ol></li><li&gt; Asegúrese de que el participante puede entender la tarea y pedir al participante para reiniciar la tarea. </li><li> Durante la tarea, compruebe que el momento de golpeteo del participante queda aproximadamente a 1 Hz mediante la visualización del movimiento en comparación con el metrónomo. Nota: El sonido del metrónomo se puede presentar solamente por el experimentador. </li><li> Después de finalizar alrededor de 100 ensayos, que el participante tome un descanso. </li><li> Realizar el experimento para las demás condiciones (con o sin retroalimentación visual) en días separados. </li></ol></li><li> Estimación del sentido de propiedad y de la Agencia en el Estado de espejo. <ol><li> Definir las posiciones de la mano derecha para recoger las respuestas de los participantes en el cuestionario sobre el sentido de la propiedad y la agencia. Por ejemplo, en una publicación anterior 16, había 13 prefija posiciones de la mano derecha. Estos puntos se dispusieron cada 7 cm hasta ± 21 cm del origen. </li><li> Llevar a cabo el mismo procedimiento para la abestimación ove como se indica en el paso 3.2.2 al paso 3.2.7. </li><li> Instruir al participante que coloque la mano derecha siguiendo la guía del experimentador y mantener su posición hasta terminar un ensayo. </li><li> Instruir al participante sobre la tarea de la siguiente manera: <ol><li> Al comienzo de la prueba, pulse el botón central del pedal. En este momento, el participante oír el pitido como retroalimentación de la pulsación del pedal. </li><li> A continuación, empezar a tocar las manos derecha e izquierda de forma sincrónica a 1 Hz. </li><li> Después de más de seis veces de tapping, dejar de tocar cuando el experimentador indica. A continuación, responda a las preguntas sobre el sentido de la propiedad y la agencia que se muestra en el monitor utilizando una escala Likert de 7 puntos con puntuaciones que van de -3 ( &quot;totalmente en desacuerdo&quot;) a 3 ( &quot;totalmente de acuerdo&quot;) donde 0 indica acuerdo ni desacuerdo (&quot;incierto&quot;). </li><li> Mueva la mano derecha a la posición que indica el experimentador. A continuación, inicie el juiciode nuevo. Este ciclo continuará hasta el número de posiciones de la mano derecha que define el experimentador. </li></ol></li><li> Asegúrese de que el participante puede entender la tarea y pedir al participante para iniciar la tarea. </li></ol></li></ol> Análisis 4. Datos <ol><li> El Análisis de la deriva propioceptiva en el plano sagital y medio del Participante. <ol><li> Obtener la herramienta estadística que contiene la aplicación de aprendizaje de máquina, especialmente máquinas de vectores soporte (por ejemplo, R, MATLAB). Utilizar máquinas de vectores soporte (SVM) como el clasificador para extraer los bordes de las respuestas de los participantes. Una publicación anterior proporciona una explicación de los algoritmos del clasificador (véase el capítulo 7) 20. En este artículo, se explica el método que utiliza R (versión 3.1.2). </li><li> Instalar el paquete llamado &quot;kernlab&quot; 21, que contiene el análisis utilizando SVM en la aplicación R. </li><li> Marque el área que muestra proprioceptive deriva de la mano de la siguiente manera (Figura 2 describe la representación esquemática del flujo de análisis de datos). Ver código de software suplementario y muestra de datos para una explicación más detallada de este análisis de datos. <ol><li> Calcular las posiciones relativas de la mano derecha desde el origen. De desechado de datos con errores (por ejemplo, datos de posición que faltan o las respuestas de los participantes) del análisis. </li><li> Hacer un modelo probabilístico de las respuestas de los participantes &quot;sí&quot; en el espacio 2D utilizando la SVM. Utilizar los datos de las respuestas como una descripción simbólica del modelo. Utilizar los datos de la posición de la mano derecha como los parámetros del modelo. Utilice la función del núcleo de base radial de uso general como el núcleo para la SVM. Con el fin de evitar el análisis arbitraria, calcular sigma (es decir, los parámetros utilizados para cambiar el peso de cada punto de datos) por estimación sigma automático. </li><li> Asegúrese de que el modelo se ajusta correctamente comprobando que THe errores de entrenamiento del modelo son inferiores a 0,2. Usando el modelo probabilístico, definir el área en la que se estima el valor de p de respuestas &quot;sí&quot; al participante que ser mayor de 0,5. </li></ol></li><li> Se promedian los datos de cada participante para hacer un área que muestra la deriva propioceptiva. NOTA: Como es difícil promediar la frontera del &quot;sí&quot; y el área de respuesta &quot;no&quot; estimada por los valores de p de las respuestas en el espacio 2D, se recomiendan dos tipos de media. Un método es el promedio de los valores de p para las respuestas de los participantes en el espacio 2D, que es el método utilizado antes de la estimación de la frontera. El otro método es promediar el tamaño del área, que se utiliza después de la estimación de la frontera. </li></ol></li><li> Análisis del Cuestionario de Datos y de la zona. <ol><li> Obtener la herramienta estadística para evaluar la importancia de la posición y las categorías del cuestionario (por ejemplo, SPSS o R). </li><li> Evaluar distributio normalesn de todos los datos utilizando el test de Shapiro-Wilk, y aplicar la prueba no paramétrica apropiada cuando uno o más de los correspondientes conjuntos de datos no cumplió con los criterios para la distribución normal (por ejemplo, prueba de Wilcoxon signed-rank, test de Friedman). Nota: Si un método no paramétrico que se adapte el experimento es deficiente, utilice un método paramétrico y explicar el razonamiento. En un estudio anterior 16, una de dos vías de medidas repetidas ANOVA se analizaron los datos de los cuestionarios, ya que no había sustituto no paramétrico para este análisis. </li></ol></li></ol>

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</ol>

Los autores declaran que no tienen ningún interés financiero contrapuesto.

Se demuestra un método para estimar la deriva propioceptiva en un plano 2D durante la ilusión de duplicación utilizando SVM y comparar el resultado con las respuestas al cuestionario de sentido de propiedad y la agencia. Este nuevo método reveló que el desplazamiento necesario entre la retroalimentación visual y propioceptiva para mantener la deriva propioceptiva es de aproximadamente 10 cm y que este desplazamiento coincide estrechamente con la diferencia requerida para mantener el sentimiento de propiedad y la agencia...

En los últimos años, la investigación sobre el sentido o la experiencia del auto-cuerpo, es decir, el propio cuerpo, ha aumentado en el contexto de la realización. Forma de realización se refiere a la idea o concepto de tener un cuerpo físico o virtual que puede interactuar con el medio ambiente, tales como alcanzar, agarrar, y el tacto. Por ejemplo, los seres humanos pueden tocar un objeto u otro ser humano colocado en el medio ambiente por pasar su propio cuerpo, en este caso, su propio brazo y la mano. Hoy en día, esta interacción o comunicación no se limita al uso del propio cuerpo natural. Debido a la invención y el desarrollo de robots humanoides o avatares en el mundo virtual, el cuerpo humano natural puede ser sustituido por un cuerpo artificial, tal como un humanoide, robot de control remoto, prótesis eléctrica, o avatar infografía en la realidad virtual. Por ejemplo, los investigadores desarrollaron un robot cuyo operador puede &quot;comprender&quot; un objeto colocado en frente del robot a través de su cuerpo mecánico, incluso si el robot se coloca lejos de la posición del cuerpo 1,2 del operador. Al igual que en este ejemplo, si un ser humano podría realizar una acción a través de un cuerpo artificial, que sería el organismo mantenga la atribución de auto-cuerpo del operador? Podemos encontrar fácilmente los temas relacionados con esta discusión sobre la atribución o la proyección de &quot;auto&quot; de nuestro propio cuerpo natural de un cuerpo artificial, no de carne y hueso. Un ejemplo se puede encontrar en el campo médico; por ejemplo, en el campo de la rehabilitación médica, los tratamientos que &quot;truco&quot; sensación de auto-cuerpo del paciente utilizando espejos están siendo exploradas para reducir el dolor y mejorar la función motora de una extremidad que falta o paralizado, llamados terapia del espejo 3-6. En esta terapia, la imagen reflejada de la parte del cuerpo afectada o la integridad física puede confundir el cerebro del paciente en la creencia de que el miembro amputado o paralizado corresponde a la que aparece en el espejo y dar lugar a la sensación de que todavía está en ellas condición anterior (es decir, antes del accidente). Todavía se está debatiendo cómo esto afecta a la capacidad de recuperación ilusión del cerebro relacionada con la representación del cuerpo. Además de este tipo de discusión sobre nuestro cuerpo natural, podemos encontrar discusiones similares sobre la realización, en especial de los problemas de diseño de interacción hombre-máquina en el campo de la ingeniería. El sentido de sí mismo para un cuerpo artificial o virtual ha sido bien investigado en el contexto de la telepresencia, la interfaz cerebro-máquina, y una interfaz cerebro-ordenador 1,2,7-9. Algunos investigadores informaron que un robot humanoide, que puede transferir la sensación táctil de su mano de robot a la mano del operador, puede capturar el sentido de que el operador de la auto-cuerpo para el robot, así como la sensación de estar en un lugar donde el robot se posiciona lugar de donde realmente existe el operador, llamada tele-existencia 1. Otros investigadores informaron que un avatar virtual que refleja los movimientos del cuerpo del operador fuerteLy transfiere el sentido de que el operador de la auto-cuerpo del propio cuerpo del operador al cuerpo virtual 9. Estos hallazgos indican cómo los usuarios pueden proyectar su sentido de auto-cuerpo en un cuerpo artificial, tal como un humanoide, robot de control remoto, prótesis eléctrica, o avatar infografía en la realidad virtual, incluso si el cuerpo artificial no está conectado directamente a su cerebro y el cuerpo. La investigación científica básica en este tipo de sensación de auto-cuerpo por falta de carne y hueso, objetos de cuerpo como artificiales examinó los mecanismos cerebrales subyacentes a la experiencia de auto-cuerpo usando la ilusión mano de goma (RHI) 10-13 y el espejo ilusión (MI) 14-16 en los campos de la medicina y de ingeniería, así como en la psicofísica y la neuropsicología. La RHI es la sensación que pertenece una mano de goma para el propio cuerpo y es evocado por acariciar al mismo tiempo una mano de goma visible y la mano oculta del participante. En el MI, una mano image en un espejo colocado a lo largo del eje sagital medio captura visualmente la posición percibida del participante de la invisible mano opuesta. Por otra parte, los movimientos sincrónicos de la mano invisible reflejada y evocan la sensación fuerte como si la imagen reflejada mano eran lo invisible mano opuesta. De acuerdo con la investigación sobre estas ilusiones, la consistencia entre la información multimodal y la predicción y la retroalimentación sensorial acerca de los movimientos del cuerpo parece jugar un papel importante para el juicio de atribución de auto-cuerpo. Por lo tanto, estas dos ilusiones pueden ser pruebas y herramientas simples pero de gran alcance para los científicos que investigan los mecanismos cerebrales subyacentes nuestra sensación de ser engañado o creer que un objeto artificial o imagen puede ser subjetivamente nuestra propia parte del cuerpo, y que nuestra sensación de auto-cuerpo hace no tiene que estar atado a nuestro cuerpo físico natural. En todos estos estudios mencionados anteriormente, la discusión se ha basado en el concepto de &quot;lo propio&quot; consisting de dos tipos de sensaciones propuestos por el filósofo Gallagher 17: el sentido de pertenencia y el sentido de la agencia. El sentido de propiedad se refiere a la sensación de que una parte del cuerpo que se observa es la propia. El sentido de acción corresponde a la sensación de que el movimiento del cuerpo es auto-causado. Estas dos sensaciones se definen como el ser mínima, es decir, una sensación inmediata de la auto 16. De acuerdo con este concepto, la atribución de la &quot;auto&quot; para los cuerpos naturales, dañado, virtuales, y mecánicas puede ser evaluada por los mismos índices: el sentido de la propiedad y la agencia. Para utilizar esta sensación de evaluación científica, se plantea la cuestión de cómo medir el sentido de propiedad y la agencia de forma robusta. Actualmente, la estimación del sentido de propiedad y la agencia se basa principalmente en cuestionarios, propuesto originalmente por Botvinick 9. Además de los cuestionarios, podemos intentar medirlos de manera cuantitativa. Por ejemplo, el aire de la pielrespuesta conductancia (SCR) se ha utilizado como un índice fisiológico de la propiedad en los casos en que la mano de goma es repentinamente cortada por un cuchillo 18. El SCR se calcula mediante la medición de las características eléctricas de la piel y es un indicador sensible y válido para la excitación 19. Dado que este método se aplica típicamente para los ensayos individuales por participante, la medición de SCR no es adecuado como un índice físico durante psicofísica experimentos que requieren mediciones repetitivas dentro de los participantes. Uno de los índices de comportamiento de mayor éxito para el sentido de la propiedad es la deriva propioceptiva. Deriva propioceptiva es el cambio en la posición percibida de la verdadera mano invisible hacia la posición de un objeto que se parece a una mano, como por ejemplo la prótesis de goma a medida ni gráficos por ordenador 10-13. Puesto que este cambio puede ser estimado de manera repetitiva y robusta mediante la medición de la distancia entre la mano real invisible y la imagen visual de la mano, la deriva propioceptiva isa índice físico adecuado para mediciones psicofísicas. Sin embargo, este uso debe ser evaluado cuidadosamente, porque las discusiones recientes han cuestionado si la deriva propioceptiva siempre se puede utilizar como un índice de comportamiento de la propiedad 12. Típicamente, la deriva propioceptiva se mide sólo en una de las tres direcciones, como la altura, anchura o profundidad. la deriva propioceptiva rara vez se ha medido en múltiples direcciones, debido a la dificultad de estimar y visualizar datos multidimensionales. Esta limitación metrológico no es crítica para la investigación básica explorar los mecanismos que procesan la información multisensorial, ya que las condiciones experimentales pueden ser diseñadas y controladas para limitar las dimensiones medidas fácilmente. Sin embargo, en la vida cotidiana, nuestras manos se mueven libremente en 3D para seguir nuestras intenciones. En esta situación, es difícil e inadecuado para medir el comportamiento de un participante con cuestionarios, que severamente limita el movimiento y posiciónitions de las manos. Por lo tanto, teniendo en cuenta las posibles aplicaciones de sentido de propiedad y la agencia en la ingeniería y la rehabilitación, una medición que incluye múltiples direcciones y permite que se necesita movimiento de la mano libre para evaluar la relación espacial entre la retroalimentación visual y propioceptiva en situaciones de la vida cotidiana. Si dicha medición fuera posible, la distancia medida entre las manos reales y observadas podría ser utilizado como una guía para el sentido de auto-cuerpo. Esto no sólo podría llegar a ser un indicador para el progreso de la rehabilitación, sino también un criterio para el offset espacial entre el blanco manipulado en la pantalla y la mano de operación. La pregunta sigue siendo cómo esta medida puede ser implementado de manera fiable y eficaz. Para abordar esta cuestión, se introduce un nuevo método para estimar la deriva propioceptiva, que se corresponde con el cambio de la posición de la mano real invisible del participante a la de una forma de mano o visiblebject, en un plano 2D usando la ilusión del espejo mediante la combinación de un procedimiento psicofísico y un análisis utilizando la máquina de aprendizaje. En comparación con una mano de goma, la imagen de la mano en un espejo capta firmemente la posición percibida del participante de la verdadera mano invisible. Por otra parte, una imagen de espejo refleja inmediatamente los movimientos voluntarios mano de colocación de las manos. Por lo tanto, una imagen de espejo fue seleccionada como la retroalimentación visual de la mano del participante. Además, para medir la deriva propioceptiva similar a situaciones de la vida cotidiana, los participantes colocan sus manos ensayo por ensayo oculto a su voluntad, y se aumentó el número de ensayos. Aunque cualquier combinación de direcciones podría haber sido utilizado, la combinación de la altura y la profundidad se eligió debido a la facilidad de colocar el espejo en posición vertical. Para comprobar la coherencia entre nuestro método y la investigación anterior 13, se llevaron a cabo dos condiciones visuales: con y sin retroalimentación visual. En la condición con realimentación visual, el espejo wcomo colocado a lo largo del plano sagital medio para crear una imagen reflejada de la mano izquierda, como si se hubiera visto como la mano derecha. En la condición sin retroalimentación visual, una pizarra mate se utilizó con el fin de ocultar verdadera mano derecha del participante. Se evaluó la eficacia de este nuevo método mediante la comparación de los resultados con los obtenidos con un cuestionario sobre el sentido de la propiedad y la agencia.

<table><tbody><tr><td>Espejo</td><td></td><td></td><td></td>Acric</tr><tr><td>Soporte</td><td></td><td></td> de pizarra <td></td>mate hecho a medidap. ej. poste de madera o tubería de PVC (cloruro de polivinilo)&nbsp;</tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Silla</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pedal</td><td>P.I.</td><td>Engineering Classic X-keys USB y PS/2 Pedales Otro dispositivo de</td><td>respuesta puede estar disponible.</td></tr><tr><td>Sensor de posición</td><td>CyVerse</td><td>SLC-C02</td><td>Puede disponerse de otro sensor de posición.</td></tr><tr><td>Rotulador retrorreflectante hecho a medida</td><td>El rotulador proporcionado por el proveedor de captura de movimiento puede estar disponible.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ruido canselling auricular</td><td>bose</td><td>Quiet Comfort 3</td><td>Otros auriculares pueden estar disponibles.</td></tr><tr><td>PC</td><td>Ratón ordenador</td><td>NG-N-i300GA</td><td>Otro PC puede estar disponible.</td></tr></tbody></table>

método de visualización para la deriva propioceptiva en un plano 2d que usa la máquina de vectores de soporte

Visualization Method for Proprioceptive Drift on a 2D Plane Using Support Vector Machine

La deriva propioceptiva, que es un cambio perceptual en la posición de las partes del cuerpo desde el cuerpo real invisible a una imagen visible similar al cuerpo, se ha medido como el correlato conductual para el sentido de propiedad. Anteriormente, la estimación de la deriva propioceptiva se limitaba a una dimensión espacial, como la altura, la anchura o la profundidad. Como la mano puede moverse libremente en 3D, medir la deriva propioceptiva en una sola dimensión no es suficiente para estimar la deriva en situaciones de la vida real. En este artículo, proporcionamos un método novedoso para estimar la deriva propioceptiva en un plano 2D utilizando la ilusión del espejo mediante la combinación de una medición objetiva del comportamiento (seguimiento de la posición de la mano) y una evaluación fenomenológica subjetiva (evaluación subjetiva de la posición de la mano y cuestionario) con un sofisticado enfoque de aprendizaje automático. Esta técnica permite no sólo una investigación de los mecanismos subyacentes del sentido de propiedad y agencia, sino que también ayuda en la rehabilitación de una extremidad perdida o paralizada y en las reglas de diseño de sistemas de control en tiempo real con una usabilidad similar a la del propio cuerpo, en la que el operador controla el sistema como si fuera parte de su propio cuerpo.

Los resultados representativos de un estudio previo se presentan para ilustrar el método 16. La Figura 3A muestra que las formas de las áreas donde el participante no pudo detectar el desplazamiento entre la posición de la mano izquierda y derecha espacial diferían entre las condiciones con (espejo) y sin (pizarra) Visual . retroalimentación Figura 3B muestra que el tamaño de la zona en la condición con retroalimentación visual es significativ...

En este artículo se describe un nuevo método para estimar la deriva propioceptiva en un plano 2D usando la ilusión espejo y la combinación de un procedimiento psicofísico con un análisis utilizando la máquina de aprendizaje.

Método de visualización para la deriva propioceptiva en un plano 2D que usa la máquina de vectores de soporte

Proprioceptive drift, which is a perceptual shift in body-part position from the unseen real body to a visible body-like image, has been measured as the ...

El objetivo general de este procedimiento es estimar y visualizar la deriva propioceptiva en 2D con selección libre de la posición de la mano del participante. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en psicofísica, ingeniería y salud rehabilitadora, al explorar el método para operar la sensación del cuerpo propio. La principal ventaja de esta técnica es la capacidad de estimar y visualizar la deriva propioceptiva en 2D en situaciones en las que el participante puede seleccionar libremente la ubicación de su mano.El sentido del yo originalmente se discutió en el campo de investigación de la rehabilitación corporal. Pero ahora se ha expandido a la ingeniería en el contexto de la encarnación, como los avatares virtuales y los cuerpos artificiales. Comience instruyendo al participante para que realice un movimiento de golpeteo manteniendo el talón de su mano en contacto con el espejo.Luego, encienda el metrónomo a un tempo de 60 pulsos por minuto. Indique al participante que mueva ambas manos de forma sincrónica según el sonido del metrónomo. Asegúrese de que el ritmo de los movimientos manuales del participante sea cercano a un ciclo por segundo, comparándolo con el sonido del metrónomo varios minutos después de que comience la pulsación.Comience montando un espejo o una pizarra en el soporte según la condición. Utilice un espejo para la condición de retroalimentación visual y una pizarra para una condición contrabalanceada sin retroalimentación visual. Coloque al participante cerca del espejo, que debe estar posicionado a lo largo de su plano medio sagital.Asegúrese de que el participante solo pueda ver la imagen reflejada de su mano izquierda y no pueda ver su mano derecha real. A continuación, indique al participante que preste atención a la imagen de su mano izquierda en el espejo durante el experimento. Coloque marcadores retroreflectantes en la yema del dedo índice derecho y en la muñeca del participante.Confirme con el participante que la sensación háptica de su mano derecha no se ve sustancialmente alterada por los marcadores en comparación con la izquierda. A continuación, coloque audífonos con cancelación de ruido sobre los oídos del participante para que no escuche el metrónomo. Instruya al participante a mover su mano izquierda 30 centímetros verticalmente y 30 centímetros horizontalmente desde la esquina inferior derecha del espejo, y a mantener esta posición de la mano izquierda durante el experimento.Establezca esta posición como el origen de la superficie del plano 2D. Finalmente, indique al participante que coloque su mano derecha en el otro lado del espejo en cualquier posición y que mantenga dicha posición hasta el final del ensayo. Al comienzo de un ensayo, indique al participante que presione el botón central del pedal, lo cual produce un pitido a través del auricular como retroalimentación de la pulsación del pedal.Después del pitido, indique al participante que comience a golpear con ambas manos de forma sincrónica a un hercio sobre el espejo. Una vez que el participante complete seis movimientos manuales, indíquele que se detenga y responda una pregunta sobre si siente que la mano derecha y la izquierda están en la misma posición. Utilice el pedal derecho para sí, y el pedal izquierdo para no.Luego, indique al participante que mueva su mano derecha a otra posición de su elección. A continuación, comience nuevamente el ensayo como se practicó. Asegúrese de que el participante comprenda la tarea antes de comenzar el experimento.Durante todo el experimento, verifique que el ritmo del golpeteo del participante se mantenga aproximadamente a un hercio observando los movimientos en comparación con el metrónomo. Permita una pausa tras 100 ensayos y complete el experimento para la otra condición en un día diferente. Comience definiendo 13 posiciones de la mano derecha para la recopilación de respuestas en un cuestionario sobre el sentido de pertenencia y agencia.Informe al participante que realizará el mismo procedimiento que antes. Después de tocar simultáneamente las manos derecha e izquierda seis veces, indíquele que responda oralmente preguntas sobre la sensación de pertenencia y agencia utilizando una escala tipo Likert de siete puntos. Complete las puntuaciones del cuestionario según sus respuestas.Muestre calificaciones desde menos tres, lo que significa totalmente en desacuerdo, hasta más tres, lo que significa totalmente de acuerdo, con cero indicando ni acuerdo ni desacuerdo o incertidumbre. Asegúrese de que el participante comprenda la tarea. Finalmente, mueva la mano derecha del participante a la siguiente posición y hágale completar el ensayo nuevamente.Las formas del área donde el participante no pudo detectar el desplazamiento espacial entre la posición de la mano izquierda y la derecha difieren entre las condiciones. Además, los tamaños del área y la condición con retroalimentación visual son significativamente mayores que en la condición sin retroalimentación visual, lo que sugiere que el desplazamiento requerido entre la retroalimentación visual y la propioceptiva para mantener la deriva propioceptiva es aproximadamente de 10 centímetros. Aquí, la comparación entre la visualización de la deriva propioceptiva y los resultados del cuestionario sobre la sensación de pertenencia y agencia muestra que las áreas de desplazamiento para mantener estos fenómenos son concéntricas y casi se superponen.Esta técnica puede completarse en una hora si se realiza correctamente. Al intentar este procedimiento, es importante recordar verificar si el participante realizó la tarea de forma adecuada. Tras su desarrollo, esta técnica allanó el camino para que los investigadores en el campo de la psicofísica, la ingeniería y la rehabilitación exploraran este método dimensional para estudiar el sentido de pertenencia y de agencia en múltiples dimensiones.Después de ver este video, debería tener una buena idea de cómo estimar y el comportamiento humano durante este experimento del movimiento de la mano derecha del participante.

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Research

Investigación

JoVE Journal

Behavior

Comportamiento

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