方法論記事

運動行動上のトップダウン視覚プロセスの影響を探索する方法

DOI：

10.3791/51422

⸱

2014年4月16日

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1Graduate Program in Neuroscience, Rutgers University, 2Department of Biomedical Engineering, Rutgers University, 3Center for Cognitive Science, Rutgers University, 4Department of Psychology, Rutgers University, 5Department of Computer Science, Rutgers University

この記事について

サマリー

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これは、腹側ビジュアルストリームからトップダウン信号が運動にどのように影響するかは不明である。我々は、3D奥行き反転錯覚に目標に向けた運動行動をテストするためのパラダイムを開発しました。有意差は幻想と真実を告げる観察条件の下で意図的な、目標指向の動きや自動アクションの両方で報告されている。

要約

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運動感覚意識を正常な環境をナビゲートすることが重要です。私たちは私たちの日常の環境と対話するとき、その他は、自然に配慮した意識の下に発生しながら、動きのいくつかの側面は意図的に、予定されています。自発的なコンポーネントは探検アンダー主としてまま、この二分法の意図的な構成要素は、いくつかの状況において広く研究されてきた。また、どのように知覚のプロセスは、これらの運動のクラスはまだ不明である変調する。特に、現在、議論の問題は、視覚運動システムは、視覚的な錯覚で生成空間知覚するか、それは錯覚に影響されないし、真実を告げる知覚によって代わりに支配されているかどうかを支配されているかどうかである。このような3D奥行き反転幻想（DIIS）などの双安定知覚は、REACHへの理解の動きと組み合わせて使用​​する場合は特に、このような相互作用とのバランスを研究するための優れたコンテキストを提供します。本研究では、方法論はクラーにDIIを使用していますが開発されている特にDII上のターゲットに向かって上げるか模索し、モーターの動作上のトップダウンプロセスの役割をIFY意図的かつ自発的の両方の動きドメインに影響を受けます。

概要

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ビジョンのための知覚対ビジョンのためのアクション

正常な環境をナビゲートするために、視覚システムからの情報は、人間の動きの調整を助けるために利用される。視覚情報が選択され、モータ·アクションに影響を与えることが優先されるかは不明のままである。二つの主要な解剖学的突起が腹を形成するために、一次視覚野から起こる（「何を」、または「視力のための知覚」）経路、時間領域に拡張し、背側（ ""、または "行​​動のためのビジョン」）経路、頭頂葉1-2。背ストリームはもっぱら作用誘導および空間認識するための信号を処理するために考えられているのに対し、腹側流は、そのような物体認識および識別などの知覚プロセスのために視覚情報を利用して関与している。尋ねた質問は、腹側流からのトップダウンプロセスは動きが実行される方法を形作るか否かである。

F1992年にグッデールとミルナーによって評価患者のDFのamousケーススタディでは、腹側と背側のストリームプロセスが認知と行動のための3分離可能であることを主張して視覚的な2ストリーム仮説のための強力な証拠とサポートを提供しました。理論的には、運動視差と両眼視差のボトムアップ信号はモータの計画は腹側ストリーム制御を通さないことを示唆し、このような正確に私たちの行動を導くために、事前知識と親しみやすさなどのトップダウンの知覚情報を上書きすることがで....

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プロトコル

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1。刺激装置の構築

  1. スライドトラックに移動可能なプラットフォームを構築します。各刺激は呼びかけ試験の種類に応じて、可動プラットフォームに配置されます。
  2. テーブルの前に着座する参加者と目の高さになるように刺激プラットフォームが可能になり、適切な高さにテーブルの上にトラックを固定します。
  3. 刺激プラットフォームに格納式のバネ機構を取り付けます。回路基板にバネ機構への入力を接続します。
  4. 刺激プラットフォームに直面し、参加者の座席の後ろのランプのセットを配置します。不均一な照明が幻想知覚を妨害する影を落とす可能性があるため、それが均等に刺激プラットフォームを照明することが重要です。回路基板にリンクコンバータにランプのセットを接続します。
  5. 参加者が着席される場所に最も近いテーブルの端にスイッチボックスを接続します。参加者は、スイッチボックスAに手を置く各試験の開始をTとするとすぐ、彼らは手の動きを実行するために彼らの手を持ち上げるようにスイッチを有効にしてください。回路基板にスイッチボックスの入力をリンクします。
  6. スイッチボックスがトリガされると、スプリング機構とライトのOFFにより、移動プラットホームの後退の同時起動を制御するためのマイクロコントローラ上のピンに回路基板の各出力ピンに接続します。刺激は撤回しなければならないし、ライトが発生するすべてのオンラインの視覚的な修正や触覚フィードバックを防ぐために、各試験におけるリーチ動作開....

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結果

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1。ハンドパスの軌跡

結果は代表件名のVTのために示されている。ウィルクのラムダテスト統計を決定基の使用によりスカラー値への我々の三次元空間データの縮小を可能にする。ウィルクのラムダ統計は、尤度比検定を使用していますfigure-results-1 、ここで正方形や製品の「内」の和は、行列E、四角や製品の「総」和形態行列（E + H）を形成する。ルールは、ときに、と述べているfigure-results-2 、帰無仮説は拒否されます。でfigure-results-3 、

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ディスカッション

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私たちの方法は、実験タスクに関連して運動の展開全体を分析することによって、感覚行動モデルの妥当性をテストするためのプラットフォームを提供します。パラダイムは、この研究領域を広げるために視覚刺激の他のタイプをテストするために修飾することができる。例えば、他の3D DIISは、トップダウンおよびボトムアッププロセス間の相互作用が様々な刺激に変換する方法については、装置上で試験することができる。方法はまた、認知及び行動プロセスにおける摂動を有することが臨床的集団を試験するために調整することができる。さらに、我々の研究で利用さモーションキャプチャシステムの最良の実験タスクに合わせて、記録装置の他のタイプに置き換えることができる。他のアプリケーションのために、これらの方法の可能な一般化は、したがって、人間の行動の研究の進展に重要な価値を保持している。

しかしながら、任意の技術と同様に、現在のパラダイムは限界がある。なぜならHAPの除去TICフィードバックと消灯し、刺激を後退させることにより、オンラインビジュアルコントロールと、本研究では、運動の実行に連動して眼球運動の同時録画を可能にしない。.......

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開示事項

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著者らは、競合する経済的利益を宣言していません。

謝辞

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著者らは、初期の設計段階でのヘルプは、この研究では、ランの参加者、ポリーナYanovich、ジョシュアドビ​​アーシュ、とロバート·W·Isenhowerを支援するためのビジョン研究と感覚運動統合研究室の研究室のメンバーに感謝し、そしてトムだろう刺激を構築する上で彼の助けのための恵み。この作品は、次のソースによってサポートされていました：NSFの大学院研究フェローシッププログラム：アワード＃DGE-0937373、NSF Cyber​​Enabled発見とイノベーションI型（アイデア）：グラント番号：＃094158、およびラトガース-UMDNJ NIHのバイオテクノロジーのトレーニングプログラムを付与します5T32GM008339-22。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
実験用ベンチ
格納式スプリング付きスライド式トラック社内構築
格納式スプリング
調整可能なランプ
スイッチボックス
基板
ArduinoSmart Projects、イタリア
マトラブMathWorks Inc.、米国マサチューセッツ州ネイティック
ランドットステレオテスト
逆視点刺激社内構築
適切な視点の刺激社内構築
トレーニング刺激社内構築
Polhemus モーション キャプチャ システムリバティ、コルチェスター、バーモント州、米国
モーションモニターモーショントラッキングソフトウェアInnovative Sports Training, Inc.、イリノイ州シカゴ
スポーツスウェットバンド
焦点を消すレンズ

参考文献

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  1. Schneider, G. E. Two visual systems. Science. 163, 895-902 (1969).
  2. Ingle, D., Goodale, M. A., Mansfield, R. J. W. Analysis of visual behavior. , MIT Press. (1982).
  3. Goodale, M. A., Milner, A. D. Sepa....

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