サポートベクターマシンを利用して2次元平面上の固有受容ドリフトのための可視化手法

この手順の全体的な目的は、参加者が手の位置を自由に選択できる条件下で、2次元的な固有感覚ドリフトを推定および視覚化することです。この手法は、自己身体感覚を操作する手法を探索することにより、精神物理学、工学、およびリハビリテーション医療における重要な疑問への回答に寄与します。本手法の主な利点は、参加者が自ら手の位置を選択できる状況において、2次元的な固有感覚ドリフトを推定し、視覚化できる点にあります。

自己感（Sense of self）は、元々は身体リハビリテーションの研究分野で議論されてきました。しかし現在では、バーチャルアバターや人工身体などの身体化（embodiment）という文脈において、工学分野へと広がっています。まず、参加者に手のひらの付け根を鏡に接触させたまま、タッピング動作を行うよう指示します。

次に、メトロノームを60 beats per minuteのテンポで開始します。参加者に対し、メトロノームの音に合わせて両手を同期して動かすよう指示してください。タッピング開始から数分後、メトロノームの音と比較することで、参加者の手の動きのタイミングが1秒につきほぼ1サイクルの間隔になっていることを確認してください。

まず、条件に応じて、スタンドに鏡または黒板を取り付けます。視覚フィードバックありの条件では鏡を、視覚フィードバックなしのカウンターバランス条件では黒板を使用します。参加者を、正中面に沿って配置された鏡の近くに座らせます。

参加者が左手の鏡像のみを確認でき、実際の手（右手）が見えない状態であることを確認します。次に、実験中は鏡に映った左手の像に注意を向けるよう参加者に指示します。参加者の右人差し指の指先と手首に再帰反射マーカーを貼付します。

参加者に対し、マーカーによって右手の触覚が左手と比べて大幅に変化していないことを確認します。次に、メトロノームの音が聞こえないように、参加者の耳にノイズキャンセリングヘッドホンを装着させます。参加者に対し、鏡の右下隅から垂直方向に30 centimeters、水平方向に30 centimetersの位置まで左手を移動させ、実験中はそのままの状態を維持するように指示します。

この位置を2D平面の表面の原点として設定します。最後に、参加者に鏡の反対側の任意の場所に右手を置き、試行が終わるまでその位置を保持するように指示します。試行の開始時に、参加者にフットペダルの中央ボタンを押すよう指示します。これにより、ペダルが押されたことのフィードバックとして、ヘッドホンからビープ音が鳴ります。

ビープ音の後、参加者に鏡の上で両手を1 Hzで同期させてタッピングするように指示します。参加者が6回のハンドムーブメントを完了した後、停止し、右手と左手が同じ位置にあると感じるかどうかという質問に答えるよう指示します。「はい」の場合は右足ペダルを、「いいえ」の場合は左足ペダルを使用します。

次に、参加者に右手を選択した別の位置に移動させるよう指示します。その後、練習した通りに再度トライアルを開始します。参加者がタスクを理解したことを確認し、実験を開始します。

実験全体を通して、メトロノームと比較して参加者のタッピングのタイミングがおよそ1 Hzに維持されているかを確認してください。100回の試行後に休憩を挟み、もう一方の条件に関する実験は別の日に実施してください。まず、所有感と主体感に関するアンケートで回答を収集するための、右手の位置を13箇所定義することから始めてください。

参加者に、前回と同様の手順を行うことを伝えます。右手と左手で同期的に6回タッピングした後、所有感と主体感に関する質問に、7段階のリッカート尺度を用いて口頭で回答するように指示します。参加者の回答に基づいて、アンケートのスコアを記入してください。

マイナス3（完全に同意しない）からプラス3（完全に同意する）までの評価尺度を提示し、0は同意も不同意もしていない、あるいは不明であることを示します。参加者がタスクを理解していることを確認してください。最後に、参加者の右手を次の位置に移動させ、再度試行を行わせます。

参加者が左右の手の位置の空間的オフセットを検出できなかった領域の形状は、条件によって異なります。さらに、領域のサイズは視覚フィードバックがある条件の方がない条件よりも有意に大きく、固有感覚ドリフトを維持するために必要な視覚フィードバックと固有感覚フィードバックの間のオフセットは約10センチメートルであることが示唆されます。ここでは、固有感覚ドリフトの可視化と、所有感および主体感に関するアンケート結果との比較により、これらの現象を維持するためのオフセット領域が同心円状であり、ほぼ重複していることが示されています。

この手法は、適切に行えば1時間で完了させることができます。この手順を実施する際は、参加者がタスクを正しく遂行したかを確認することが重要です。本手法の開発により、精神物理学、工学、およびリハビリテーション分野の研究者が、多次元における所有感とエージェンシーを探索するためのこの次元手法を活用する道が開かれました。

このビデオを視聴することで、参加者の右手の動きに関するこの実験におけるヒトの行動の推定方法について、十分に理解できるはずです。