27 octobre 2016
Cet article décrit une nouvelle méthode pour estimer la dérive proprioceptive sur un plan 2D en utilisant l'illusion de miroir et en combinant une procédure psychophysique avec une analyse en utilisant l'apprentissage machine.
L'objectif général de cette procédure est d'estimer et de visualiser la dérive proprioceptive en 2D avec une sélection libre de la position de la main du participant. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés en psychophysique, en ingénierie et en santé rééducative, en explorant la manière dont s'opère le sens du corps propre. Le principal avantage de cette technique réside dans l'estimation et la visualisation de la dérive proprioceptive en 2D dans des conditions où le participant peut choisir librement l'emplacement de sa main.
Le sens du soi est à l'origine abordé dans le domaine de la recherche sur la rééducation corporelle. Il s'est désormais étendu au domaine de l'ingénierie dans le contexte de l'incarnation, par exemple celui des avatars virtuels et des corps artificiels. Commencez par demander au participant d'effectuer un mouvement de tapotement en maintenant le talon de sa main en contact avec le miroir.
Ensuite, lancez le métronome à un tempo de 60 battements par minute. Demandez au participant de déplacer les deux mains de manière synchrone selon le son du métronome. Vérifiez que le rythme des mouvements des mains du participant s'approche d'un cycle par seconde en le comparant au son du métronome plusieurs minutes après le début du tapotement.
Commencez par fixer un miroir ou un tableau noir sur le support en fonction de la condition. Utilisez un miroir pour la condition avec rétroaction visuelle et un tableau noir pour une condition contrebalancée sans rétroaction visuelle. Placez le participant près du miroir, positionné le long de son plan médio-sagittal.
Veillez à ce que le participant ne voie que l'image miroir de sa main gauche et ne puisse pas voir sa vraie main droite. Ensuite, demandez au participant de prêter attention à l'image de sa main gauche dans le miroir pendant l'expérience. Placez des marqueurs rétro-réfléchissants sur la pulpe du doigt index droit et sur le poignet du participant.
Confirmez avec le participant que la sensation haptique de sa main droite n'est pas sensiblement modifiée par les marqueurs par rapport à la gauche. Ensuite, placez des écouteurs antibruit sur les oreilles du participant afin qu'il n'entende pas le métronome. Demandez au participant de déplacer sa main gauche de 30 centimètres verticalement et de 30 centimètres horizontalement à partir du coin inférieur droit du miroir, et de maintenir cette position de la main gauche pendant l'expérience.
Définissez cette position comme l'origine de la surface du plan 2D. Enfin, demandez au participant de placer sa main droite de l'autre côté du miroir, à n'importe quelle position, et de maintenir cette position jusqu'à la fin de l'essai. Au début d'un essai, demandez au participant d'appuyer sur le bouton central de la pédale, ce qui déclenche un bip dans les écouteurs en guise de rétroaction de l'appui sur la pédale.
Après le bip, demandez au participant de commencer à taper simultanément avec les deux mains à un hertz sur le miroir. Une fois que le participant a effectué six mouvements de main, demandez-lui de s’arrêter et de répondre à une question sur le fait qu’il ressente ou non ses mains droite et gauche dans la même position. Utilisez la pédale droite pour oui et la pédale gauche pour non.
Ensuite, demandez au participant de déplacer sa main droite vers une autre position de son choix. Puis, recommencez l'essai comme cela a été pratiqué. Assurez-vous que le participant comprenne bien la tâche, puis commencez l'expérience.
Pendant toute la durée de l'expérience, vérifiez que le rythme de tapotement du participant reste d'environ un hertz en observant les mouvements par rapport au métronome. Prévoyez une pause après 100 essais et réalisez l'expérience pour l'autre condition un jour différent. Commencez par définir 13 positions de la main droite pour la collecte des réponses à un questionnaire sur le sentiment d'appartenance et d'agence.
Informer le participant qu'il accomplira la même procédure que précédemment. Après avoir tapoté simultanément les mains droite et gauche six fois, lui demander de répondre oralement à des questions portant sur le sentiment d'appartenance et d'agence en utilisant une échelle de Likert à sept points. Remplir les scores du questionnaire en fonction de ses réponses.
Présentez des échelles d'évaluation allant de moins trois, signifiant totalement en désaccord, à plus trois, signifiant totalement d'accord, zéro indiquant ni accord ni désaccord ou une incertitude. Assurez-vous que le participant comprenne la tâche. Enfin, déplacez la main droite du participant vers la position suivante et demandez-lui de refaire l'essai.
Les formes des zones où le participant n'a pas pu détecter le décalage spatial entre la position de la main gauche et de la main droite diffèrent selon les conditions. De plus, les tailles de ces zones et la condition avec rétroaction visuelle sont significativement plus grandes que dans la condition sans rétroaction visuelle, ce qui suggère que le décalage requis entre la rétroaction visuelle et proprioceptive pour maintenir la dérive proprioceptive est d'environ 10 centimètres. Ici, la comparaison entre la visualisation de la dérive proprioceptive et les résultats des questionnaires concernant le sentiment d'appartenance et d'agence montre que les zones de décalage nécessaires pour maintenir ces phénomènes sont concentriques et se superposent presque.
Cette technique peut être réalisée en une heure si elle est effectuée correctement. Lors de la tentative de cette procédure, il est important de se rappeler de vérifier si le participant a accompli la tâche correctement. Après son développement, cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans les domaines de la psychophysique, du génie et de la réadaptation pour explorer cette méthode dimensionnelle relative au sentiment d'appartenance et d'agentivité selon plusieurs dimensions.
Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez avoir une bonne idée de la manière d'estimer le comportement humain pendant cet examen du mouvement de la main droite du participant.
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Cet article présente une nouvelle méthode pour estimer la dérive proprioceptive dans un plan 2D en utilisant l'illusion du miroir. La technique combine des procédures psychophysiques avec une analyse par apprentissage automatique.
Cette méthode permet une évaluation quantitative de la perception de l'appartenance corporelle selon deux dimensions, contribuant à la réduction des risques mécanistiques dans le développement de neuroprothèses et de dispositifs de rééducation. En combinant un suivi objectif des mouvements à une évaluation phénoménologique subjective, elle offre une confiance prédictive pour évaluer l'incorporation dans les interfaces homme-machine. L'approche comble un manque essentiel en matière de validation des systèmes de rétroaction sensorielle destinés à la rééducation des membres et à la conception de technologies incarnées.
La méthode s'inscrit dans la phase de biologie exploratoire, en soutenant la vérification d'hypothèses sur les mécanismes d'incarnation avant l'identification de candidats prometteurs dans le développement de technologies de réadaptation.