Caratterizzazione del senso dell'Agenzia sulle azioni della protesi operati interfaccia neurale-macchina

La vera sostituzione degli arti richiede la sfocatura delle linee cognitive percettivo tra sé e la macchina. L'Agenzia è il ponte cruciale per percepire le azioni di un arto artificiale generate da sé e intenzionalmente. Questa tecnica fornisce approfondimenti unici sull'efficacia della comunicazione cognitiva percettiva tra l'utente umano e la macchina.

Questo metodo potrebbe estendersi a qualsiasi esame degli effetti del feedback sull'agenzia, come con protesi mioelettriche o alimentate dal corpo, stimolazione corticale, ictus o persino trapianti di mano. A dimostrare questa procedura sono Dylan Beckler e Zachary Thumser, ingegneri di ricerca nel nostro laboratorio. Accompagna il partecipante nella sala prove e farli sedere davanti a un monitor.

Inizia generando un percettore cinestetico a mano attraverso l'interfaccia della macchina neurale dei partecipanti, o NMI, e cattura la cinematica del movimento percepito facendo in modo che il partecipante dimostri ciò che sente usando la mano intatta. Utilizzare una simulazione virtuale della mano o della protesi per riprodurre la cinematica del percettore di movimento. Quindi, configura l'hardware per catturare i segnali intenzionali di controllo del movimento della mano dalla NMI del partecipante.

Mappare questo segnale di controllo all'attività della protesi virtuale. Quindi, creare un programma di controllo master che coordina l'acquisizione del segnale di controllo NMI, il movimento della protesi virtuale e della generazione di feedback NMI cinestetico in tempo reale. Visualizzare la protesi virtuale sul monitor e regolarne le dimensioni e la posizione in modo che sia posizionata congruenza con la posizione dell'arto mancante.

Quindi, eseguire il rendering degli oggetti, ad esempio le sfere mobili, nell'ambiente virtuale per eseguire il servizio dei punti di arresto per le posizioni vicine e aperte della mano. Infine, configura il programma di controllo master in modo che quando le cifre virtuali contattano i punti di arresto virtuali, viene riprodotto un tono uditivo dopo un ritardo di tempo regolabile. Prima di iniziare l'esperimento, creare un file di input per il programma di controllo master che specifichi le impostazioni per ogni versione di valutazione, nonché le condizioni di controllo e sperimentali.

Programma condizioni aggiuntive progettate per analizzare i contributi all'agenzia di intenti motori, sensazione cinestetica e disallineamento temporale con la cinematica visualizzata della protesi virtuale. Ad esempio, prendi in considerazione l'utilizzo delle seguenti cinque condizioni, movimento opposto, troppo veloce, troppo lento, ritardo di insorgenza e nessun feedback. Per avviare ogni prova, premere il pulsante start sul programma di controllo master, che sposta la mano virtuale nella posizione iniziale, segnalando l'inizio della prova.

Nella prima sessione di prove, fare in modo che il partecipante guidi la mano fino al punto finale del movimento e suoni il tono uditivo 1.000 millisecondi dopo che le cifre virtuali hanno raggiunto il punto di arresto virtuale per 10 prove. Nella seconda sessione di allenamento, di nuovo fare in modo che il partecipante guidi la mano verso il punto finale del movimento. Randomizzare i toni uditivi in modo che gli intervalli di ritardo di 300, 500 e 700 millisecondi siano presentati almeno cinque volte ciascuno.

Registrare la stima verbalmente segnalata dai partecipanti dell'intervallo di ritardo. Infine, procedere con i set sperimentali di 15 prove per ogni condizione. Presentare le condizioni in ordine casuale e somministrare un questionario alla fine di ogni condizione.

Qui, i risultati indicano il punteggio medio per le quattro domande dell'agenzia, nonché quattro domande di controllo per ogni partecipante e per ogni condizione di feedback. Un punteggio medio maggiore di uno indica un accordo con una determinata istruzione e zero indica la neutralità dell'accordo. Le differenze tra gli intervalli di tempo effettivi e percepiti sono state quindi calcolate in media tra i tre partecipanti e vengono presentate in relazione alla condizione di feedback di base.

Differenze negative più grandi sono indice di un più forte senso implicito di agenzia, come con la condizione troppo veloce. Inoltre, questi risultati mostrano un confronto tra misure esplicite e implicite dell'agenzia. La condizione troppo veloce ha dimostrato la più forte formazione di agenzia, sia esplicitamente che implicitamente.

Piccole modifiche potrebbero espandere le nostre tecniche per studiare ulteriori modalità dei sensori, come il tocco, e come hanno effetto sull'agenzia. Inoltre, l'aggiunta di misurazioni della proprietà degli arti potrebbe aiutarci a comprendere le interrelazioni tra agenzia e incarnazione. Questa tecnica ha permesso di esplorare il ruolo del feedback del movimento percettivo in un'interfaccia macchina neurale sul meccanismo intrinseco che il cervello usa per stabilire la paternità sui movimenti previsti.