27 באוקטובר 2016
מאמר זה מתאר שיטה חדשה להעריך להיסחף הפרופריוצפטיבית על מטוס 2D באמצעות האשליה במראה המשלב הליך psychophysical עם ניתוח באמצעות למידת מכונה.
המטרה הכללית של הליך זה היא להעריך ולהמחיש סחף פרופריוצפטיבי (proprioceptive drift) בדו-ממד (2D) עם בחירה חופשית של מיקום יד המשתתף. שיטה זו עשויה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בפסיכופיזיקה, בהנדסה ובבריאות שיקומיות, באמצעות בחינת הדרך שבה פועל תחושת הגוף העצמי. היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא היכולת להעריך ולהמחיש סחף פרופריוצפטיבי ב-2D במצב שבו המשתתף יכול לבחור את מיקומי ידיו.
תחושת העצמי נידונה במקור בתחום המחקר של שיקום הגוף. אך כיום היא התרחבה לתחומי ההנדסה בהקשר של התגלמות (embodiment), כגון אווטארים וירטואליים וגופים מלאכותיים. התחל בהנחיית המשתתף לבצע תנועת הקשה תוך שמירה על מגע בין עקב כף היד למראה.
לאחר מכן, הפעילו את המטרונום בקצב של 60 פעימות לדקה. הנחו את המשתתף להניע את שתי ידיו באופן סינכרוני בהתאם לצליל המטרונום. ודאו כי תזמון תנועות ידיו של המשתתף קרוב למחזור אחד לשנייה, על ידי השוואתו לצליל המטרונום מספר דקות לאחר תחילת ההקשה.
התחילו בהתקנת מראה או לוח גיר על המעמד בהתאם לתנאי הניסוי. השתמשו במראה עבור תנאי המשוב הוויזואלי ובלוח גיר עבור תנאי מאוזן ללא משוב ויזואלי. השביבו את המשתתף קרוב למראה, הממוקמת לאורך המישור הסגיטלי המרכזי שלו.
וודאו שהמשתתף יכול לראות רק את תמונת המראה של ידו השמאלית ואינו יכול לראות את ידו הימנית האמיתית. לאחר מכן, הנחו את המשתתף להתרכז בתמונת המראה של ידו השמאלית במהלך הניסוי. מקמו סממנים רפלקטוריים (retroreflective markers) על קצה האצבע המורה ובפרק כף היד של יד ימין של המשתתף.
וודאו עם המשתתף שהתחושה ההפטית של ידו הימנית אינה משתנה באופן משמעותי על ידי הסימונים בהשוואה לידו השמאלית. לאחר מכן, הניחו אוזניות מסננות רעשים על אוזניו של המשתתף כדי שלא ישמע את המטרונום. הנחו את המשתתף להזיז את ידו השמאלית 30 centimeters אנכית ו-30 centimeters אופקית מהפינה הימנית התחתונה של המראה, ולהחזיק את תנוחה זו של יד שמאל במהלך הניסוי.
הגדירו נקודה זו כמקור של פני השטח של המישור הדו-ממדי. לבסוף, הנחו מהמשתתף להניח את ידו הימנית בצד השני של המראה בכל מיקום שירצה, ולשמור על מיקומה עד לסיום הניסוי. בתחילת כל ניסוי, הנחו מהמשתתף ללחוץ על הכפתור האמצעי של דווסת הרגל, פעולה הגורמת לצליל ביפ באוזניות כמשוב ללחיצה על הדווסה.
לאחר הצפצוף, הנחה את המשתתף להתחיל להקיש בשתי ידיו בו-זמנית בתדר של 1 Hz על המראה. לאחר שהמשתתף השלים שש תנועות ידיים, הנחה אותו להפסיק ולהשיב על שאלה האם הוא מרגיש שהיד הימנית והשמאלית נמצאות באותו מיקום. השתמש בדוושת הרגל הימנית עבור "כן", ובדוושת הרגל השמאלית עבור "לא".
לאחר מכן, הנחו את המשתתף להזיז את ידו הימנית למקום אחר לבחירתו. לאחר מכן, התחילו שוב את הניסוי כפי שתורגל. ודאו שהמשתתף מבין את המטלה, ולאחר מכן התחילו בניסוי.
במהלך הניסוי, ודאו שתזמון הנקישות של המשתתף נשאר על כ-one hertz על ידי צפייה בתנועות בהשוואה למטרונום. אפשרו הפסקה לאחר 100 ניסיונות והשלימו את הניסוי עבור התנאי השני ביום נפרד. התחילו בהגדרה של 13 מיקומי יד ימין לאיסוף תגובות בשאלון העוסק בתחושת בעלות וסוכנות.
הודיעו למשתתף כי הוא יעבור את אותו ההליך כפי שבוצע קודם לכן. לאחר הקשה סימולטנית של יד ימין ויד שמאל שש פעמים, הנחו אותם לענות בעל פה על שאלות הנוגעות לתחושת בעלות (ownership) וסוכנות (agency) באמצעות סולם ליקרט בן שבעה נקודות. מלאו את ציוני השאלון בהתבסס על תשובותיהם.
הציגו דירוגים משלוש מינוס, שפירושה אי-הסכמה מוחלטת, לשלוש פלוס, שפירושה הסכמה מוחלטת, כאשר אפס מצביע על חוסר הסכמה או אי-הסכמה, או על אי-ודאות. ודאו שהמשתתף מבין את המטלה. לבסוף, העבירו את ידו הימנית של המשתתף לעמדה הבאה ובקשו ממנו להשלים את הניסוי שוב.
צורות השטחים שבהם המשתתף לא יכול היה לזהות את ההיסט המרחבי בין מיקום יד ימין למיקום יד שמאל נבדלות בין התנאים. יתרה מכך, גדלי השטחים וכן התנאי עם המשוב החזותי גדולים באופן מובהק מאשר בתנאי ללא משוב חזותי, מה שמרמז כי ההיסט הנדרש בין המשוב החזותי למשוב הפרופריוצפטי כדי לשמר סחף פרופריוצפטי הוא כ-10 centimeters. כאן, ההשוואה בין הוויזואליזציה של הסחף הפרופריוצפטי לבין תוצאות השאלון לגבי תחושת בעלות וסוכנות מראה כי שטחי ההיסט לשמירה על תופעות אלו הם קונצנטריים וכמעט חופפים.
ניתן להשלים טכניקה זו בתוך שעה אחת אם היא מבוצעת כראוי. בעת ביצוע הליך זה, חשוב לזכור לבדוק האם המשתתף ביצע את המשימה נכונה. לאחר פיתוחה, סללה טכניקה זו את הדרך עבור חוקרים בתחומי הפסיכופיזיקה, ההנדסה והשיקום לחקור שיטה ממדית זו לתחושת בעלות וסוכנות בממדים מרובים.
לאחר צפייה בסרטון זה, תהיה לכם הבנה טובה לגבי אופן ההערכה של התנהגות אנושית במהלך ניסוי זה של תנועת יד ימין של המשתתף.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
מאמר זה מציג שיטה חדשנית להערכת סחף פרופריוצפטיב (proprioceptive drift) במישור דו-ממדי באמצעות אילוזיית המראה. הטכניקה משלבת הליכים פסיכופיזיקליים עם ניתוח באמצעות למידת מכונה.
שיטה זו מאפשרת הערכה כמותית של תפיסת בעלות הגוף בשני ממדים, ובכך תומכת בהפחתת סיכונים מכניסטיים בפיתוח נוירופרוטזות ומכשירים לשיקום. באמצעות שילוב של מעקב תנועה אובייקטיבי עם הערכה פנומנולוגית סובייקטיבית, היא מספקת ביטחון ניבוי להערכת התגלמות (embodiment) בממשקים אדם-מכונה. גישה זו נותנת מענה לפער תרגומי מרכזי בתיקוף מערכות משוב תחושתי לשיקום גפיים ועיצוב טכנולוגיות מגולמות.
השיטה ממוקמת בשלב הביולוגיה של הגילוי, ותומכת בבדיקת היפותזות של מנגנוני גילום (embodiment) לפני זיהוי מובילים (lead identification) בפיתוח טכנולוגיות שיקום.