Caractérisation du sens de l’Agence sur les Actions de Neural-machine Interface commande prothèses

Le remplacement vrai de membre exige brouiller les lignes perceptuelles cognitives entre soi et la machine. L’Agence est le pont crucial pour percevoir les actions d’un membre artificiel générées par soi-même et intentionnellement. Cette technique fournit un aperçu unique de l’efficacité de la communication cognitive perceptuelle entre l’utilisateur humain et la machine.

Cette méthode pourrait s’étendre à n’importe quel examen des effets de la rétroaction sur l’agence, comme avec les prothèses myoélectriques ou corporelles, la stimulation corticale, l’AVC, ou même les greffes de main. Dylan Beckler et Zachary Thumser, ingénieurs de recherche de notre laboratoire, démontrent cette procédure. Escortez le participant dans la salle d’essai et asseyez-le devant un moniteur.

Commencez par générer un percepteur kinesthésique de la main à travers l’interface de la machine neuronale des participants, ou NMI, et capturez la cinématique du mouvement perçu en demandant au participant de démontrer ce qu’il ressent en utilisant sa main intacte. Utilisez une simulation virtuelle de la main ou de la prothèse pour reproduire la cinématique du percepteur de mouvement. Ensuite, configurez du matériel pour capturer les signaux intentionnels de contrôle du mouvement de la main à partir de l’IMC du participant.

Cartographiez ce signal de contrôle à l’activité de la prothèse virtuelle. Ensuite, créez un programme de contrôle maître qui coordonne l’acquisition du signal de contrôle NMI, le mouvement de la prothèse virtuelle, et de la génération de rétroaction kinesthésique NMI en temps réel. Affichez la prothèse virtuelle sur le moniteur et ajustez sa taille et son emplacement afin qu’elle soit positionnée en accord avec l’emplacement de leur membre manquant.

Ensuite, rendre des objets, tels que des boules flottantes, dans l’environnement virtuel pour servir des points d’arrêt pour les positions étroites et ouvertes de la main. Enfin, configurez le programme de contrôle maître de sorte que lorsque les chiffres virtuels contactent les points d’arrêt virtuels, une tonalité auditive est jouée après un délai réglable. Avant de commencer l’expérience, créez un fichier d’entrée pour le programme de contrôle principal qui spécifie les paramètres de chaque essai, ainsi que les conditions de contrôle et expérimentales.

Programmez des conditions supplémentaires conçues pour analyser les contributions à l’agencement de l’intention motrice, de la sensation kinesthésique et de l’inadéquation temporelle avec la cinématique affichée de la prothèse virtuelle. Par exemple, envisagez d’utiliser les cinq conditions suivantes, le mouvement opposé, trop rapide, trop lent, le retard d’apparition, et pas de rétroaction. Pour lancer chaque essai, appuyez sur le bouton de démarrage du programme de contrôle principal, qui déplace la main virtuelle vers la position de départ, signalant le début de l’essai.

Lors de la première séance d’entraînement, faites en conduire la main au point d’extrémité du mouvement et jouez le ton auditif 1000 millisecondes après que les chiffres virtuels atteignent le point d’arrêt virtuel pendant 10 essais. Lors de la deuxième séance d’essais, que le participant conduise à nouveau la main jusqu’au point final du mouvement. Randomisez les tons auditifs de sorte que les intervalles de retard de 300, 500 et 700 millisecondes soient présentés au moins cinq fois chacun.

Enregistrez les participants verbalement rapporté l’estimation de l’intervalle de délai. Enfin, procédez aux séries expérimentales de 15 essais pour chaque condition. Présenter les conditions dans un ordre randomisé, et administrer un questionnaire à la fin de chaque condition.

Ici, les résultats indiquent la note moyenne pour les quatre questions de l’agence, ainsi que quatre questions de contrôle pour chaque participant, et par chaque condition de rétroaction. Une note moyenne supérieure à une note indique un accord avec une déclaration donnée, et zéro indique la neutralité de l’accord. Les différences entre les intervalles de temps réels et perçus ont ensuite été moyennes entre les trois participants et sont présentées par rapport à l’état de rétroaction de base.

De plus grandes différences négatives sont une indication d’un sens implicite plus fort de l’agence, comme avec l’état trop rapide. De plus, ces résultats montrent une comparaison des mesures explicites et implicites de l’organisme. La condition trop rapide a démontré la formation la plus forte de l’agence, explicitement et implicitement.

Des modifications mineures pourraient étendre nos techniques pour étudier les modalités supplémentaires des capteurs, telles que le toucher, et la façon dont elles ont un effet d’agence. En outre, l’ajout de mesures de propriété des membres pourrait nous aider à comprendre les relations entre l’agence et l’incarnation. Cette technique a permis d’explorer le rôle de la rétroaction du mouvement perceptuel dans une interface de machine neuronale sur le mécanisme intrinsèque que le cerveau utilise pour établir la paternité sur les mouvements prévus.