ニューラル マシン インターフェイス運営義足の操作上代理店の感覚の特性

真の四肢置換は、自己と機械の間の認知知覚線をぼかす必要があります。エージェンシーは、自己と意図的によって生成された人工四肢の行動を知覚するための重要な橋渡しです。この手法は、人間のユーザーとマシン間の認知知覚コミュニケーションの有効性に関するユニークな洞察を提供します。

この方法は、筋電または体力プロテーゼ、皮質刺激、脳卒中、さらには手移植など、フィードバックが代理店に及ぼす影響を調べる可能性があります。この手順を実証するのは、私たちの研究室の研究エンジニアであるディラン・ベックラーとザカリー・タンサーです。参加者を試験室に連れて行き、モニターの前に座らせる。

参加者のニューラルマシンインターフェース(NMI)を通して手の運動知覚を生成し、参加者に無傷の手を使って感じるものを実証させることによって知覚された動きの運動学を捕捉する。仮想手またはプロテーゼシミュレーションを使用して、運動知覚の運動学を再現します。次に、参加者のNMIからの意図的な手の動き制御信号をキャプチャするハードウェアを設定します。

この制御信号を仮想補間のアクティビティにマップします。次に、NMI制御信号の取得、仮想補間の動き、およびキネスティックNMIフィードバックの生成をリアルタイムで調整するマスターコントロールプログラムを作成する。仮想補用をモニタに表示し、そのサイズと位置を調整して、足の見つからない四肢の位置と一致するようにします。

次に、フローティング ボールなどのオブジェクトを仮想環境でレンダリングして、手のクローズ位置とオープン位置のストップ ポイントをサービスします。最後に、仮想桁が仮想ストップポイントに接触したときに、調整可能な時間遅延の後に聴覚トーンが再生されるように、マスターコントロールプログラムを設定します。実験を開始する前に、各試行の設定、および制御条件と実験条件を指定するマスターコントロールプログラムの入力ファイルを作成します。

運動意図、運動感覚、および仮想義足の表示された運動学との時間的ミスマッチの機関への寄与を解析するように設計された追加条件をプログラムする。たとえば、次の 5 つの条件、反対の動き、速すぎる、遅すぎる、遅延が発生し、フィードバックがないの使用を検討してください。各トライアルを開始するには、マスターコントロールプログラムの開始ボタンを押すと、仮想ハンドが開始位置に移動し、トライアルの開始を知らせます。

最初の練習では、参加者に移動の終点まで手を動かして、仮想ディジットが10回の試行で仮想停止点に達した後、1,000ミリ秒の聴覚音を再生します。2回目の練習では、参加者が移動の終点まで手を動かします。300、500、および 700 ミリ秒の遅延間隔がそれぞれ少なくとも 5 回表示されるように、聴覚トーンをランダム化します。

参加者が口頭で報告した時間遅延間隔の推定を記録する。最後に、各条件に対して15回の試験の実験セットを進めます。ランダム化された順序で条件を提示し、各条件の最後にアンケートを管理する。

ここで、結果は、4つの機関の質問の平均スコア、ならびに各参加者の4つの制御質問、および各フィードバック条件によって示す。1 より大きい平均評価は、特定のステートメントとの合意を示し、ゼロは合意の中立性を示します。実際の時間間隔と知覚時間間隔の差は、3人の参加者にわたって平均化され、ベースラインフィードバック条件に対して相対的に表示されます。

負の違いが大きすぎると、あまりにも速い状態など、暗黙の感覚が強いことを示します。さらに、これらの結果は、明示的および暗黙の機関の措置の比較を示しています。あまりにも速い状態は、明示的かつ暗黙的に、機関の最強の形成を実証しました。

マイナーな変更は、タッチなどの追加のセンサーモダリティを研究するために私たちの技術を拡大することができ、どのように彼らは代理店に影響を与えます。また、四肢の所有権測定を追加すると、代理店と実施形態の間の相互関係を理解するのに役立ちます。この技術は、脳が意図した動きに対する著者を確立するために使用する本質的なメカニズム上の神経機械インターフェースにおける知覚運動フィードバックの役割の探求を可能にした。