Caracterización del sentido de la agencia sobre las acciones de prótesis funciona de interfaz Neural máquina

El reemplazo verdadero de las extremidades requiere desdibujar las líneas perceptivas cognitivas entre uno mismo y la máquina. La agencia es el puente crucial para percibir las acciones de una extremidad artificial generadas por uno mismo e intencional. Esta técnica proporciona una visión única de la eficacia de la comunicación perceptiva cognitiva entre el usuario humano y la máquina.

Este método podría extenderse a cualquier examen de los efectos de la retroalimentación en la agencia, como con prótesis mioeléctricas o accionadas por el cuerpo, estimulación cortical, accidente cerebrovascular, o incluso trasplantes de manos. Demuestran este procedimiento, Dylan Beckler y Zachary Thumser, ingenieros de investigación de nuestro laboratorio. Acompañe al participante a la sala de pruebas y pídales que se sienten frente a un monitor.

Comience generando una percepción cinetésica de la mano a través de la interfaz de la máquina neuronal de los participantes, o NMI, y capture la cinemática del movimiento percibido haciendo que el participante demuestre lo que siente usando su mano intacta. Utilice una simulación de mano virtual o prótesis para reproducir la cinemática de la percepción del movimiento. A continuación, configure el hardware para capturar las señales de control de movimiento intencional de la mano del NMI del participante.

Asigne esta señal de control a la actividad de la prótesis virtual. A continuación, cree un programa de control maestro que coordine la adquisición de la señal de control NMI, el movimiento de la prótesis virtual y la generación de retroalimentación de NMI cinestésico en tiempo real. Muestre la prótesis virtual en el monitor y ajuste su tamaño y ubicación para que se posicione de forma congruente con la ubicación de su extremidad faltante.

A continuación, renderice objetos, como bolas flotantes, en el entorno virtual para dar servicio a los puntos de detención para las posiciones de cierre y apertura de la mano. Por último, configure el programa de control maestro para que cuando los dígitos virtuales se ponga en contacto con los puntos de parada virtuales, se reproduzca un tono auditivo después de un retardo de tiempo ajustable. Antes de iniciar el experimento, cree un archivo de entrada para el programa de control maestro que especifique la configuración de cada prueba, así como las condiciones de control y experimental.

Programe condiciones adicionales diseñadas para analizar las contribuciones a la agencia de la intención motora, la sensación cinestésica y el desajuste temporal con la cinemática mostrada de la prótesis virtual. Por ejemplo, considere la posibilidad de utilizar las cinco condiciones siguientes, el movimiento opuesto, demasiado rápido, demasiado lento, el retraso de inicio y la no retroalimentación. Para iniciar cada prueba, pulse el botón de inicio en el programa de control maestro, que mueve la mano virtual a la posición de inicio, lo que indica el comienzo de la prueba.

En la primera sesión de práctica, pida al participante que conduzca la mano hasta el punto final del movimiento y reproduzca el tono auditivo 1.000 milisegundos después de que los dígitos virtuales alcancen el punto de parada virtual para 10 ensayos. En la segunda sesión de práctica, vuelva a hacer que el participante conduzca la mano hasta el punto final del movimiento. Aleatorice los tonos auditivos de modo que los intervalos de retardo de 300, 500 y 700 milisegundos se presenten al menos cinco veces cada uno.

Registre la estimación verbal de los participantes del intervalo de retardo de tiempo. Finalmente, proceda con los conjuntos experimentales de 15 ensayos para cada condición. Presente las condiciones en un pedido aleatorio y administre un cuestionario al final de cada condición.

Aquí, los resultados indican la puntuación media de las cuatro preguntas de la agencia, así como cuatro preguntas de control para cada participante y para cada condición de retroalimentación. Una calificación media mayor que una indica un acuerdo con una declaración determinada, y cero indica la neutralidad del acuerdo. Las diferencias entre los intervalos de tiempo reales y percibidos se promediaron entre los tres participantes y se presentan en relación con la condición de retroalimentación de línea de base.

Las diferencias negativas más grandes son una indicación de un sentido implícito más fuerte del albedrío, como con la condición demasiado rápida. Además, estos resultados muestran una comparación de medidas explícitas e implícitas de los organismos. La condición demasiado rápida demostró la formación más fuerte del albedrío, tanto explícita como implícitamente.

Las modificaciones menores podrían ampliar nuestras técnicas para estudiar modalidades adicionales de sensores, como el tacto, y cómo afectan a la agencia. Además, agregar mediciones de propiedad de las extremidades podría ayudarnos a entender las interrelaciones entre la agencia y la realización. Esta técnica permitió explorar el papel de la retroalimentación del movimiento perceptivo en una interfaz de máquina neuronal en el mecanismo intrínseco que el cerebro utiliza para establecer la autoría sobre los movimientos previstos.