27 ottobre 2016
Questo articolo descrive un nuovo metodo per stimare drift propriocettiva su un piano 2D utilizzando l'illusione specchio e combinando una procedura psicofisico con analisi utilizzando apprendimento automatico.
L'obiettivo generale di questa procedura è stimare e visualizzare alla deriva propriocettiva in 2D con selezione libera della posizione della mano del partecipante. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande fondamentali in psicofisica, ingegneria e riabilitazione sanitaria, esplorando il metodo per attivare la sensazione del proprio corpo. Il vantaggio principale di questa tecnica è la possibilità di stimare e visualizzare alla deriva propriocettiva in 2D in condizioni in cui il partecipante può scegliere liberamente la posizione della propria mano.
Il senso di sé è stato inizialmente affrontato nel campo della ricerca sulla riabilitazione del corpo. Tuttavia, ora si è esteso anche all'ingegneria nel contesto dell'incarnazione (embodiment), come negli avatar virtuali e nei corpi artificiali. Iniziare istruendo il partecipante a eseguire un movimento di battito mantenendo il tallone della mano a contatto con lo specchio.
Quindi impostare il metronomo su un tempo di 60 battiti al minuto. Istruire il partecipante a muovere entrambe le mani in modo sincrono seguendo il suono del metronomo. Verificare che il ritmo dei movimenti delle mani del partecipante sia prossimo a un ciclo al secondo, confrontandolo con il suono del metronomo alcuni minuti dopo l'inizio del battito.
Cominciare montando uno specchio o una lavagna sul supporto in base alla condizione. Utilizzare uno specchio per la condizione con retroazione visiva e una lavagna per una condizione controbilanciata senza retroazione visiva. Far sedere il partecipante vicino allo specchio, posizionato lungo il piano mid-sagittale.
Assicurarsi che il partecipante possa vedere soltanto l'immagine riflessa della sua mano sinistra e non la sua vera mano destra. Successivamente, chiedere al partecipante di prestare attenzione all'immagine della sua mano sinistra nello specchio durante l'esperimento. Applicare marcatori retroflettenti sulla punta del dito indice destro e sul polso del partecipante.
Verificare con il partecipante che la sensazione tattile della mano destra non sia sostanzialmente alterata dai marker rispetto alla sinistra. Successivamente, posizionare delle cuffie con cancellazione attiva del rumore sulle orecchie del partecipante in modo che non possa sentire il metronomo. Istruire il partecipante a spostare la mano sinistra di 30 centimetri in verticale e di 30 centimetri in orizzontale a partire dall'angolo in basso a destra dello specchio, e a mantenere questa posizione della mano sinistra durante l'esperimento.
Impostare questa posizione come origine della superficie del piano 2D. Infine, chiedere al partecipante di appoggiare la propria mano destra sull'altro lato dello specchio, in una posizione qualsiasi, e di mantenerla fissa fino alla fine della prova. All'inizio di una prova, chiedere al partecipante di premere il pulsante centrale del pedale, il che provoca un segnale acustico attraverso le cuffie come riscontro del premere del pedale.
Dopo il segnale acustico, chiedere al partecipante di iniziare a battere con entrambe le mani in modo sincrono a un hertz sullo specchio. Dopo che il partecipante ha completato sei movimenti delle mani, chiedergli di fermarsi e rispondere a una domanda su se sente che la mano destra e quella sinistra siano nella stessa posizione. Utilizzare il pedale destro per indicare sì e il pedale sinistro per indicare no.
Quindi chiedere al partecipante di spostare la mano destra in un'altra posizione a propria scelta. Successivamente, riavviare la prova come precedentemente esercitato. Assicurarsi che il partecipante comprenda il compito, quindi iniziare l'esperimento.
Durante l'intero esperimento, verificare che il ritmo del battito del partecipante rimanga approssimativamente a un hertz osservando i movimenti in confronto con il metronomo. Prevedere una pausa dopo 100 prove e completare l'esperimento per l'altra condizione in un giorno diverso. Iniziare definendo 13 posizioni della mano destra per la raccolta delle risposte in un questionario sul senso di appartenenza e di agency.
Informi il partecipante che dovrà completare la stessa procedura di prima. Dopo aver battuto le mani destra e sinistra in sincronia per sei volte, chieda loro di rispondere oralmente a domande riguardanti il senso di appartenenza e di agency utilizzando una scala Likert a sette punti. Compili i punteggi del questionario in base alle loro risposte.
Mostrare valutazioni da meno tre, che indica totale disaccordo, a più tre, che indica totale accordo, con zero che indica né accordo né disaccordo oppure incertezza. Assicurarsi che il partecipante comprenda il compito. Infine, spostare la mano destra del partecipante nella posizione successiva e far ripetere la prova.
Le forme delle aree in cui il partecipante non è stato in grado di rilevare lo scostamento spaziale tra la posizione della mano sinistra e quella della mano destra differiscono tra le condizioni. Inoltre, le dimensioni delle aree e la condizione con feedback visivo sono significativamente maggiori rispetto alla condizione senza feedback visivo, suggerendo che lo scostamento richiesto tra feedback visivo e propriocettivo per mantenere la deriva propriocettiva è di circa 10 centimetri. In questo caso, il confronto tra la visualizzazione della deriva propriocettiva e i risultati del questionario relativi al senso di appartenenza e al senso di agency mostra che le aree di scostamento necessarie per mantenere questi fenomeni sono concentriche e quasi sovrapposte.
Questa tecnica può essere completata in un'ora se eseguita correttamente. Quando si tenta questa procedura, è importante ricordare di verificare se il partecipante ha svolto il compito correttamente. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo della psicofisica, dell'ingegneria e della riabilitazione per esplorare questo metodo dimensionale relativo al senso di appartenenza e di agency in molteplici dimensioni.
Dopo aver visto questo video, si dovrebbe avere una buona comprensione di come stimare il comportamento umano durante l'esperimento relativo al movimento della mano destra del partecipante.
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Questo articolo presenta un nuovo metodo per stimare la deriva propriocettiva in un piano 2D utilizzando l'illusione dello specchio. La tecnica combina procedure psicofisiche con un'analisi basata sull'apprendimento automatico.
Questo metodo consente una valutazione quantitativa della percezione di appartenenza corporea in due dimensioni, supportando la riduzione dei rischi meccanicistici nello sviluppo di neuroprotesi e dispositivi riabilitativi. Integrando un monitoraggio oggettivo del movimento con una valutazione fenomenologica soggettiva, fornisce un grado predittivo di affidabilità per l’analisi dell’incorporamento negli interfacce uomo-macchina. L’approccio affronta una lacuna fondamentale nella validazione dei sistemi di feedback sensoriale per la riabilitazione degli arti e per la progettazione di tecnologie incorporate.
Il metodo si colloca nella fase di scoperta biologica, sostenendo la verifica delle ipotesi sui meccanismi di incorporamento prima dell'identificazione del composto capostipite nello sviluppo della tecnologia riabilitativa.