Virtuele hand met dubbelzinnige beweging tussen het zelf en andere oorsprong: gevoel van eigenaarschap en 'ander geproduceerd' agentschap

Samenvatting

Terwijl eerder onderzoek naar lichamelijk zelfbewustzijn ervan uitging dat bewegingen van zelf- en andere oorsprong waarneembaar waren, stelt dit protocol hen in staat om dubbelzinnig te zijn op een virtuele hand met onbedoelde lichte bewegingen. Dit stelt ons in staat om iemands ervaring te observeren die wordt gevormd door SoO en ander geproduceerde SoA, in plaats van de afwezigheid van SoA.

Samenvatting

Het gevoel dat een lichaamsdeel het eigen lichaam is (gevoel van eigenaarschap; SoO) en het gevoel gebaseerd op het oorzakelijk verband tussen iemands wil en handelen (zin van agentschap; SoA) zijn erkend als de basis van ons lichamelijke zelfbewustzijn. Voorheen werd de illusoire SoO over een neplichaamsdeel (bijv. rubberen hand) geïntroduceerd als de rubberen handillusie (RHI). Bovendien werd vastgesteld dat men ook een SoA kon oproepen over een object met bewegingen die verband houden met de eerdere bedoeling van de soa. Aan de andere kant impliceert de postdictiviteit van onze spontaniteit dat het in wezen onafscheidelijk is of acties afkomstig zijn van zichzelf of van anderen. Met andere woorden, onze SoA of dagelijkse ervaringen worden verkregen in een onafscheidelijk scenario. Eerder onderzoek heeft echter de premisse gehandhaafd dat zelf- en andere oorsprongsbewegingen waarneembaar te onderscheiden zijn. Hier implementeren we een protocol om deze aspecten dubbelzinnig te maken voor de deelnemers en om in te schatten of ze SoO en/of SoA kunnen voelen en hoe. Hiervoor maken we gebruik van een experiment met behulp van virtual reality, waarbij deelnemers virtuele vingers heel langzaam (of snel of niet bewegen) zien bewegen terwijl hun eigen vingers niet bewegen. Voor de evaluatie van de illusoire SoO worden metingen van huidgeleidingsreacties tegen een mesdreiging aangenomen. Daarnaast introduceren we face-to-face interviews om te bepalen of de gevoelens met betrekking tot de langzame beweging overeenkomen met de conventionele SoA-definitie. Onze representatieve resultaten suggereren dat de SoO over de hand wordt opgeroepen, en verschillende houdingen om zijn beweging als de eigen deelnemer te accepteren met het besef dat ze niet zijn ontstaan, worden door de meerderheid gerapporteerd. Zoals de resultaten laten zien, is de nieuwigheid van dit protocol het ontdekken dat de SoO in een dergelijke situatie samenwerkt met een extern geproduceerde SoA om zijn eigen lichamelijke ervaring vast te stellen in plaats van de onafhankelijkheid van de SoO en SoA.

Inleiding

Hoe ziet men zijn lichaam of de acties die men als zijn eigen lichaam heeft uitgevoerd? Deze sensaties vormen ons lichamelijk zelfbewustzijn en onze eigen ervaring. Een dergelijk probleem, met name in termen van "minimaal zelf", wordt beschouwd als een gevoel van eigenaarschap (SoO), het gevoel om het lichaam als het eigen lichaam te voelen, en een gevoel van agentschap (SoA), het gevoel van auteurschap over lichamelijke beweging¹. Veel studies over SoO/SoA zijn gebaseerd op het vergelijkingsmodel², waarin iemands acties worden onderworpen aan interne vergelijkingsprocessen^3,4,5,6. Het comparatormodel beschrijft een feed-forward lus die intentie koppelt aan een voorspelling van iemands beweging en een feedbacklus met betrekking tot sensorische feedback op de voorspelling; deze lussen zijn erkend als de SoA en SoO, respectievelijk^1,6.

Als middel voor experimenteel onderzoek zijn illusies over lichaamsoverdracht gebruikt. Een typische benadering is de rubberen handillusie (RHI), waarin synchroon strelen van de verborgen handen en nephanden van deelnemers voor hen illusoir eigendom van de nephand oproept⁷. Hoewel het oorspronkelijke RHI alleen betrekking heeft op het SoO, hebben recente implementaties van het RHI met een beweegbare hand het mechanisme van SoA kunnen beoordelen als het geven van ervaringen met feed-forward loop matching aan de deelnemers. Hoewel de SoO en SoA samenvallen in normaal gedrag¹, kunnen ze onafhankelijk van elkaar zijn en kunnen beide afzonderlijk worden opgeroepen. Als deelnemers bijvoorbeeld een avatar te zien krijgen, voelen ze alleen een zwakke SoO, maar geen SoA, of als deelnemers hun hand hun duim zien verbergen vanuit het perspectief van een derde persoon, voelen ze alleen een SoA, maar geen SoO⁸. Een SoO die door een SoA wordt uitgelokt, is ook gerapporteerd⁹, en de relatie tussen de twee en hoe beide samen lichamelijk bewustzijn produceren, zijn nog steeds open vragen.

Hoewel SoA een brede term is, wordt het algemeen beschouwd als een sensatie van een gegenereerde actie terwijl het zich losmaakt van de buitenwereld. In die zin wordt, om de SoA experimenteel te evalueren, aangenomen dat de deelnemers zelf het echte lichaam of het neplichaam manipuleren, bijvoorbeeld met behulp van een handafbeelding geprojecteerd op een scherm¹⁰, een nephand op een houten paal¹¹, of een hand op een deksel boven de hand van de deelnemer^12,13. In deze studies, toen de zichtbare nephand werd gesynchroniseerd met door deelnemers gegenereerde beweging, werd de opkomst van de SoA bevestigd. Bovendien, wanneer de bewegingen extern werden gegenereerd, niet door een deelnemer, maar door een experimenteerder met behulp van een fysieke verbinding met de hand, werd bevestigd dat de afwezigheid van de SoA kon optreden, terwijl de SoO werd gehandhaafd. In die studies werd een paar afwezigheden en aanwezigheid van het agentschap uitgevoerd door een paar andere en zelf-oorsprongsbewegingen voor de deelnemer.

De vraag rijst: impliceert de afwezigheid van de SoA dat lichaamsbeweging door anderen wordt gemaakt, behalve die ene? Is er een duidelijke scheiding tussen mij en anderen? Ikzelf kan echter onbewust zijn, wat anderen in mezelf kunnen zijn. Wat bewusteloosheid betreft, kan men niet bepalen of een beweging afkomstig is van het zelf of van anderen. Hoewel het gevoel van autonome stuiptrekking voorbestemd is om relevant te zijn voor bewusteloosheid, hebben de vorige experimentele opstellingen geen aandacht besteed aan de ambiguïteit van het zelf en anderen. Om onbewuste beweging bij een experiment te betrekken, moet men een virtuele beweging implementeren die niet gemakkelijk kan worden bepaald als afkomstig van de deelnemer of anderen. Een dergelijke dubbelzinnigheid van de deelnemer en anderen wordt ook waargenomen in de bespreking van "gereedheidspotentieel"¹⁴. Het bereidheidspotentieel voorafgaand aan de vrije wil en het opzettelijke bewustzijn kan worden vergeleken met anderen en mij in een brein, respectievelijk¹⁵. Met andere woorden, het zelf en anderen in het zelf zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden. In feite is er gedragsmatig op gewezen dat SoA op een postdictieve manier zou kunnen worden verworven^16,17. Gezien het feit dat ons SoA of lichamelijk zelfbewustzijn in zo'n zelf/andere dubbelzinnigheid kan worden verworven, terwijl eerder onderzoek naar SoO/SoA is uitgevoerd nadat ze waarneembaar te onderscheiden zijn, is het noodzakelijk om te onderzoeken wat voor soort subjectieve ervaring optreedt wanneer beide partijen dubbelzinnig zijn.

Hier introduceren we een protocol waarmee we SoO/ SoA-effecten op een virtuele hand kunnen evalueren met lichte bewegingen, zodat het onduidelijk is of de beweging zelf- of ander is ontstaan. Met behulp van virtual reality (VR) werden onze deelnemers gemaakt om een virtuele hand te zien vanuit het perspectief van de eerste persoon via een head-mounted display (HMD) zonder te vertellen van wie de hand is. Hun hand kreeg een tactiele stimulus (strelen met een penseel) synchroon met de penseelbeweging op de hand die in HMD wordt getoond, en na een minuut beginnen de vingers in de video plotseling langzaam te bewegen. Ter vergelijking, we hebben zes proeven uitgevoerd voor elke deelnemer, onder drie voorwaarden (in tweevoud): geen handbeweging, langzame beweging (ambiguïteit tussen zelf- en andere oorsprong) en snelle beweging (duidelijk niet zelf- maar andere oorsprong). Om de SoO te evalueren, werden SCR-metingen (Skin Conductance Response) uitgevoerd. De verandering in SCR tijdens een presentatie van een bedreiging werd gebruikt als een indicator van lichamelijk zelf^18,19,20, omdat het een online en objectieve schatting biedt. In deze studie definieerde we SCR als gevolg van een mesdreiging na handbeweging als de intensiteit van de SoO^18,19. Bovendien werden voor de evaluatie van de SoA subjectieve rapporten verzameld met behulp van face-to-face interviews na alle RHI-procedures. Hier zou men kunnen worden verondersteld dat een dergelijke dubbelzinnige beweging tussen zelf- en andere oorsprong ertoe zou leiden dat de lichamelijke beweging afkomstig van een ander wordt gezien als die van de deelnemer. Een dergelijke herschrijven van het oorzakelijk verband in SoA kan niet worden vastgelegd door de vooraf vastgestelde methode om eenvoudigweg de consistentie tussen iemands intentie en zijn handelen te evalueren. Daarom moesten de deelnemers in conventionele RHI-studies bepaalde verklaringen scoren die de sensatie^{beschrijven 13}, dit protocol stelt deelnemers in staat om hun sensaties in hun eigen woorden te beschrijven. Nadat de subjectieve rapporten op een dergelijke manier zijn verzameld, worden de stappen voor het classificeren en evalueren ervan voorbereid. Deze series stellen ons niet alleen in staat om te bepalen of SoA aanwezig of afwezig was, maar ook om te observeren hoe hun sensaties, die werden geaccepteerd als hun eigen ervaring, verschilden van de stereotiepe SoA.

Protocol

Alle hier beschreven methoden werden goedgekeurd om de ethische code van de World Medical Association (Verklaring van Helsinki) te volgen en goedgekeurd door de Onafhankelijke Ethische Commissie van de Nagaoka University of Technology. Er werd geen identificerende informatie verzameld van de studenten. Deelnemers kregen gedetailleerde informatie over de experimenten voordat ze deelnamen en moesten een schriftelijke acceptatieverklaring ondertekenen. Schriftelijke geïnformeerde toestemming werd verkregen van alle proefpersonen en werd opgeslagen aan de Nagaoka University of Technology.

1. Zeven soorten video's voorbereiden

OPMERKING: Maak in totaal zeven video's voor een pre-experimentele sessie (één video) en voor experimentele sessies in de "stabiele", "langzame" en "snelle" omstandigheden (figuur 1) voor elk geslacht (drie keer twee video's).

1. Zet in een experimenteerruimte een tafel en twee stoelen, een handsteun (ongeveer 35 x 60 cm wit kussen ongeveer 25 graden gekanteld) en een display op de tafel (figuur 2). Markeer deze posities om nauwkeurig te kunnen reproduceren in de experimentele sessie.
2. Plaats een 360° camera op ooghoogte wanneer de deelnemers in de stoel zitten (figuur 2).
3. Begin ongeveer 20-30 s met het opnemen van de camera met niemand in de video voor een pre-experimentele sessie om ervoor te zorgen dat er redelijk zicht is voor elke deelnemer.
4. Voor de video om mannelijke deelnemers te laten zien, laat een mannelijke experimenteerder (Experimenter A) een labjas dragen, ga in de stoel zitten en leg zijn linkerhand op de handsteun met de handpalm omhoog, zorg ervoor dat de vingers elkaar niet aanraken of de handsteun aanraken.
5. Speel een 60 bpm 4-beat referentietoon af met behulp van een metronoomtoepassing en een smartphone.
6. Laat een andere experimenteerder (Experimenter B) tegenover Experimenter A zitten, met een verfborstel in de hand van Experimenter B (figuur 3).
7. Begin met het opnemen van de camera voor de video om de "stabiele" toestand te gebruiken.
8. Laat Experimenter B met behulp van de referentietoon alle vingers van Experimenter A gedurende 80 s aaien. Laat Experimenter B tegelijkertijd het traject onthouden om het later te reproduceren.
9. Laat bij de derde experimenteerder een actie zien die een keukenmes van ongeveer 30 cm (20 cm mes) verschijnt, de linkerpols van Experimenter A doorsnijdt en verdwijnt, waarbij 5 s (figuur 4) wordt genomen.
10. Stop de camera na een margeduur van 5 s.
11. Begin met het opnemen van de camera voor de video om de "langzame" toestand te gebruiken.
12. Herhaal stap 1.8 tijdens het wisselen van de borstelbaan om eentonigheid te voorkomen.
13. Laat Experimenter A na de start de vijf vingers sluiten en open ze met een constante lage snelheid gedurende 20 s (20 s/close en open cyclus, ongeveer 1,3 mm/s; Figuur 5(A)).
14. Herhaal stap 1.9 en 1.10.
15. Begin met het opnemen van de camera voor de video om de "snelle" toestand te gebruiken.
16. Herhaal de stappen 1.12 tot en met 1.14 terwijl u de vingersnelheid wijzigt van langzaam naar snel (2 s/open en close cycle, ongeveer 35 mm/s; Figuur 5(B)).
17. Herhaal stap 1.4 tot 1.16 terwijl u overschakelt van een mannelijke Experimenter A naar een vrouwelijke Experimenter A om nog eens drie video's voor de vrouwelijke deelnemers te produceren.
18. Verwijder de camera. Controleer of de video's niet afwijken van de echte wereld, gebruik de HMD en zit op de stoel en leg de linkerhand op de handsteun.
19. Oefen indien nodig om de baan van de borstel nauwkeurig te reproduceren.

2. Experimentele procedure

1. Gebruik meer dan 18 deelnemers die gezonde volwassenen zijn (geschatte leeftijden van 18-25 jaar en een genderverhouding van 50% zijn beter) zonder geschiedenis van ernstige ziekte en naïef voor het experiment en spreek dezelfde moedertaal om subjectieve rapporten te verzamelen. Experimenteer met elke deelnemer afzonderlijk.
2. RHI met/zonder vingerbewegingssessies en SCR-metingen
   1. Voer de volgende stappen uit, waaronder de rol van interactie met de deelnemer door dezelfde experimenteerder met dezelfde looks als Experimenter B in de te gebruiken video's. Gebruik indien nodig hulp.
   2. Vraag een deelnemer om een labjas te dragen en de stoel te laten zitten. Bevestig Ag-AgCl-elektroden die zijn verbonden met een SCR-gegevensverwervingsapparaat aan de wijs- en ringvingers van de rechterhand van de deelnemer na het polijsten van die vingers. Hou de hand naar beneden terwijl je niets aanraakt. Stel de bemonsteringsfrequentie in op 500 monsters/s en begin met het opnemen van de SCR-gegevens.
   3. Geef de deelnemer de volgende drie instructies:
      1. "Uw taak is zet uw linkerhand op de handsteun met de palm naar boven gericht en houd de hand stabiel"
      2. "Probeer alsjeblieft te ontspannen."
      3. "Als je de HMD draagt, kijk dan naar je linkerhand".
   4. Laat de deelnemer een HMD met een zwart scherm dragen. Spiegel het scherm op de HMD tot het einde van het experiment naar het scherm op de tafel.
   5. Toon de video voor de pre-experimentele sessie op de HMD nadat je dat hebt aangekondigd. Vraag de deelnemer om rond te kijken en ervoor te zorgen dat het uitzicht natuurlijk is. Als er iets mis is, stel dan de HMD of de zithoogte in totdat de deelnemer zich comfortabel voelt.
   6. Toon een zwart scherm op de HMD en vraag de deelnemer om zijn/haar linkerhand op de handsteun te leggen met de handpalm omhoog. Help de deelnemer en zorg ervoor dat de vingers elkaar of de handsteun niet raken.
   7. Ga met een koptelefoon en een penseel tegenover de deelnemer zitten. Bereid je voor op één video voor een van de drie voorwaarden met de linkerhand van hetzelfde geslacht als de deelnemer.
   8. Begin de eerste proef met één voorwaarde willekeurig geselecteerd uit de drie. Nadat u hebt aangekondigd dat de sessie begint, start u de video. Borstel de linkerhand van de deelnemer met dezelfde timing en positie als hij/zij kijkt, controleer het spiegelend display op het bureau en de referentietoon, totdat het mes insnijdt (figuur 3(B)).
   9. Toon een zwart scherm op de HMD 2 minuten om SCR weer normaal te laten worden.
   10. Herhaal de stappen 2.2.8 tot en met 2.2.10 voor de resterende vijf keer (in totaal zes keer; twee proeven van elk van de drie voorwaarden) in willekeurige volgorde. Vraag de deelnemer na elke twee proeven of er iets mis is met de fysieke conditie.
   11. Stop met het opnemen van de SCR-gegevens. Verwijder het HMD- en SCR-apparaat voor het verkrijgen van gegevens.
3. Face-to-face interviews: Stel de volgende vragen aan de deelnemer en verzamel de antwoorden mondeling tijdens het opnemen ervan.
   1. Vraag : "Heb je gezien dat de hand bewogen is?" [Q1: Ter bevestiging]
      Als het antwoord niet "Ja" is, gaat u naar stap 2.3.4.
   2. Vraag: "Heb je de beweging van de twee snelheden gezien? [Q2: Ter bevestiging]
      Als het antwoord niet "Ja" is, gaat u naar stap 2.3.4.
   3. Vraag "Wat vond je van de langzamere handbeweging?" [Q3: Voor soa-evaluatie]
   4. Vraag me of je iets voelde tijdens het experiment? [Q4: Gratis rapport]

3. Data-analyse

1. SCR-gegevens
   1. Identificeer de SVR's voor elke studie op de volgende manier^19,21,22: het verschil in amplitude tussen de maximale en minimale waarde die zich voordeed tijdens alle 2-10 s in de laatste 5 s (mesdreiging; voor evaluatie van SoO) en onmiddellijk na 5 s.
   2. Berekende de omvang van amplitudes volgens een vooraf vastgestelde methode²³ als:
      
   3. Voer de Shapiro-Wilk test uit op alle gegevens. Als wordt bevestigd dat sommige gegevens normaal gesproken niet zijn gedistribueerd, gebruikt u niet-parametrische statistische tests om de gegevens te verwerken; gebruik anders parametrische statistische tests. Stel in alle statistische tests alfa in op 5%.
   4. Evalueer het verschil tussen de drie voorwaarden met een meervoudige vergelijking.
2. Face-to-face interviews
   1. Verdeel de gegevens van degenen die "Nee" hebben geantwoord op Q1 en/of 2.
   2. Vergelijk de antwoorden op Q3 met de volgende drie verklaringen die zijn gebruikt om de SoA van de deelnemers in de RHI-studie^{te meten 13}.
      Verklaring 1: De hand bewoog net zoals ik het wilde, alsof het mijn wil gehoorzaamde.
      Verklaring 2: Ik had het gevoel dat ik de bewegingen van de hand kon beheersen.
      Verklaring 3: Ik had het gevoel dat ik de beweging die ik zag kon veroorzaken.
   3. Classificeer de antwoorden op Q3 op een samenvatting van elk en analyseer de algemene trend.

Resultaten

De deelnemers waren 21 gezonde studenten (elf mannen; gemiddelde leeftijd 21,1 jaar, bereik 20-23; 18 rechtshandigen) aangeworven aan de Nagaoka University of Technology. Alle deelnemers waren naïef voor de experimentele taken en moedertaalsprekers. Gegevens van 19 deelnemers, waaronder die zonder respons (een "null-respons"), werden gebruikt, maar gegevens van 2 deelnemers werden uitgesloten vanwege apparatuurproblemen.

Als resultaat van onze studie vertoonden SCR-waarden met een mesdreiging geen significante verschillen tussen de drie omstandigheden (langzaam versus stabiel: p = 0,829, t = 0,581; langzaam vs snel: p = 0,872, t = 0,499; en snel vs stabiel: p = 0,988, t = 0,145, Staal-Dwass-test; Figuur 7( A)). Dit resultaat moet worden erkend als negatief voor onze hypothese dat de snelle beweging van de getoonde hand SVR's zou elimineren, namelijk de intensiteit van een illusionaire SoO. Wanneer de SCR van de eerste en de tweede duplicaat echter voor elke voorwaarde werden vergeleken, een significante daling van de SCR werd alleen waargenomen in de toestand met snelle beweging (langzaam: p = 0,984, z = 0,0197; stabiel: p = 0,922, z = 0,0983; en snel: p = 0,0181, z = 2,36, Wilcoxon ondertekende rangtests; Figuur 7(B)). Dit geeft aan dat als voor de hand liggende onvoorspelbare (snelle) bewegingen worden herhaald, de illusoire SoO zou verdwijnen, maar als de bewegingen traag zijn, dan zou de SoO op hetzelfde niveau worden gehouden als dat voor geen beweging.

Voor de face-to-face interviews antwoordden alle deelnemers "Ja" op zowel Q1 als 2; daarom werd bevestigd dat ze allemaal langzame bewegingen door hun ogen observeerden. Na dit te hebben bevestigd, kon worden geëvalueerd dat hun antwoorden op Q3 geen verklaringen 1-3 bevatten. De antwoorden kunnen worden onderverdeeld in de volgende vier typen (tabel 1). Type 1: zes deelnemers antwoordden "Ik bewoog niet" hun eigen hand. Type 2: Nog eens zes antwoordden met "Ik dacht dat mijn hand bewoog zonder mijn wil" of het equivalent. Type 3: acht antwoordde met "Ik werd aangetrokken om te worden verplaatst." of het equivalent. Type 4: drie beweerden "een gevoel van het bewegen van mijn vingers." Het antwoord van de ene deelnemer omvatte zowel type 2 als 3, een andere omvatte zowel de typen 2 als de 4, een andere omvatte zowel de typen 2, 3 als 4, en de rest bevatte slechts één van de typen 1-4. De types 1, 2 en 3 zijn duidelijk niet consistent met een van de verklaringen 1-3 in termen van het ontkennen van de wil om de hand te bewegen. Bovendien omvat type 4 geen oorzakelijk verband; het is dus ook onverenigbaar met een van de verklaringen 1-3. Over het algemeen suggereren de resultaten dat geen van de deelnemers de SoA in conventionele zin heeft opgeroepen. Bovendien kan worden aangenomen dat, hoewel type 1 eenvoudigweg hun SoA ontkende, typen 2-4 hun houding aangaven om zichzelf te overlappen met de waargenomen lichamelijke beweging die extern werd gegenereerd. Type 2 accepteerde bijvoorbeeld de waargenomen beweging als hun eigen beweging en erkende dat deze niet vergezeld ging van hun wil. Type 3 vermeldde hun motivatie om consistentie te brengen met de waargenomen beweging van andere oorsprong, dat wil zeggen dat een dergelijke externe beweging waarschijnlijk hun actie zou veroorzaken. Type 4 claimde een gevoel van zintuiglijke feedback, ondanks het feit dat ze zich bewust waren van het gebrek aan hun wil of hun actie. Samen beschreven 13 van de 19 deelnemers de waargenomen gebeurtenis als hun eigen ervaring, die werd gevormd door de andere voortgekomen SoA in plaats van afwijzing van de SoA.

Figuur 1: Procedureel stroomdiagram voor één proef in het RHI-experiment. In alle drie de omstandigheden werd één proef binnen 90 s voltooid. De SVR's werden geïdentificeerd van 80 s tot 90 s in elke proef. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 2: Voorbereide opstelling. De installatie voor stap 1.1 tot en met 1.17, het voorbereiden van de video's. Een 360° camera bevindt zich in het oogpunt van de deelnemers. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 3: Een kader uit een video die aan de deelnemers wordt getoond. Elke deelnemer krijgt een virtuele hand te zien die zich op dezelfde plaats bevindt als zijn/haar eigen echte hand. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 4: De mesdreigingsgebeurtenis. Voor de SCR-meting, 80 s na het begin van de proef, verschijnt een keukenmes, glijdt over de getoonde hand en wordt verwijderd. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 5: De dichte en open bewegingen van de virtuele hand. 60 s na het begin van de studie begint de open hand die aan de deelnemers wordt getoond met een constante snelheid te sluiten, waarbij 10 s in de langzame toestand (A) of 1 s in de snelle toestand (B) wordt genomen. Kort daarna opent het met dezelfde snelheid. In de snelle toestand wordt deze actie 10 keer herhaald. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 6: Experimentele opstelling. De opzet voor het uitvoeren van de proeven. Deelnemers worden geconfronteerd met dezelfde achtergrond en de experimenteerer in de werkelijke installatie als in de video. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 7: Boxplot van de gemiddelde SCR na de mesdreiging voor proeven waarbij geen handbeweging (stabiel) of langzame of snelle handbeweging is betrokken. (A) Indeling in drie groepen en (B) in zes groepen (gescheiden van de eerste en tweede proef). Foutbalken geven standaardafwijkingen aan. Toen de resultaten van de eerste en tweede ronde werden gecombineerd en meerdere vergelijkingen werden uitgevoerd onder elk van de drie omstandigheden, werd in geen enkel paar een significant verschil gevonden. Dit resultaat is in tegenspraak met onze hypothese dat de snelle beweging van de getoonde hand SCR (de intensiteit van illusionaire SoO) zou elimineren omdat het hetzelfde niveau was als de andere twee. Echter, wanneer getest tussen de eerste en tweede proeven binnen elke voorwaarde, werd een significant verschil alleen waargenomen in de snelle toestand (de eerste versus tweede studie in de snelle toestand; p < 0.05, Wilcoxon signed-rank tests). Bovendien vertoonden zowel de eerste als de tweede proef in de proeven met langzame beweging en geen beweging (stabiel) hoge SCR-waarden die niet significant verschilden. Dit suggereert dat, hoewel in de snelle toestand, de SCR van de tweede studie niet in dezelfde mate werd gehandhaafd als die van de eerste, in de langzame en stabiele toestand, de SCR werd gehandhaafd, hoewel de gebeurtenis twee keer werd herhaald. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

	Samenvatting van het antwoord		Nummer	overrup
Type 1	Ik heb me niet verplaatst.		6
Type 2	Ik dacht dat mijn hand bewoog zonder mijn wil.		6	A	B	C
Type 3	Ik voelde me aangetrokken om ontroerd te worden.		8	A		C
Type 4	Ik had het gevoel dat ik mijn vingers bewoog.		3		B	C

Tabel 1: Het resultaat van het typen van antwoorden op Q3 uit een samenvatting van elk. Q3, de vraag om illusoire SoA te evalueren, "Wat vond je van de langzamere handbeweging?", werd gesteld nadat hij had bevestigd dat de deelnemers de langzame beweging van de hand hadden waargenomen. Drie deelnemers (a, b en c) maakten meerdere beschrijvingen. Over het algemeen is er geen antwoordtype dat de instructies bevat die overeenkomen met de definitie van de SoA. Bovendien vertonen de typen 2-4 verschillende houdingen ten opzichte van het accepteren van de waargenomen beweging als hun eigen beweging, terwijl ze worden herkend als afkomstig van elders.

Discussie

Het doel van dit protocol is om de inherente onafscheidelijkheid te benadrukken van de vraag of de oorsprong van actie het zelf van de deelnemer is of een ander. Men zou kunnen aannemen dat een dergelijke onafscheidelijkheid ervoor zorgt dat de deelnemers de beweging van buitenaardse oorsprong accepteren als hun eigen ervaringen. Hier stelden we een methode voor om de sensaties in een dergelijke situatie te verzamelen, verwijzend naar de conventionele discussie van de SoO / SoA. Als middel om dit te bereiken, worden stap 1.13 (het voorbereiden van de video) en stap 2.2.8 (het laten zien onder plausibele omstandigheden) bereikt door het gedrag van het waargenomen lichaamsdeel op passende wijze te verschuiven van dat van het werkelijke. Enkele andere stappen ondersteunen dit doel vanuit de volgende twee punten. Het eerste punt is om het virtuele beeld dichter bij de realiteit te brengen. Zo is de wereld in de video visueel afgestemd op de echte wereld met betrekking tot de handfuncties (stap 1.4, 1.17 en 2.2.3), laboratoriumlandschappen (stap 1.1) en de tegenoverliggende experimenteerder (stap 2.2.1). Bovendien zou het tot stand brengen van intermodale interactie ook doeltreffend zijn, aangezien dit van essentieel belang wordt geacht , met name in de volledige lichaamsoverdrachtsillusie^24,25. Daarom zou het effectief zijn om een 360-gradenbeeld te gebruiken (stap 1.2; overeenkomend met de visuele informatie en hoofdbewegingscontrole) en om de trajecten nauwkeurig te traceren (stap 2.2.8; matching van visueel en tactiel gevoel). Het tweede punt is het verbreden van de interpretatie van (virtuele) visuele informatie. Dit punt werd ook benadrukt in een andere studie die deelnemers onzeker maakte of hun mening in HMD virtueel of echt was²⁶. Hoewel de auteurs dit doel bereikten door de virtuele en echte visuele resolutie gelijk te verminderen, hebben we in dit protocol de volgende twee methoden toegepast in stap 2.2.3, om geen informatie te geven over wat zou worden getoond en om zichzelf te laten ontspannen. Deze zorgen leken te werken gezien de reactie op een vraag "Raad eens naar welke hand je keek?" die we na Q3 aan alle deelnemers vroegen om de geldigheid van dit protocol te bevestigen (dit is een extra vraag die niet in het protocol hoeft te verschijnen). Toen, in plaats van dat niemand correct antwoordde dat het een vooraf opgenomen video was, bleek dat de meerderheid van hen experimenteerde met onzekerheden en verschillende mogelijkheden toestond.

Bovendien wordt stap 2.3 als belangrijk beschouwd bij het evalueren van dergelijke gevoelens dat de lichamelijke beweging afkomstig van anderen wordt gezien als de eigen beweging en die ook tegenstrijdigheden kan bevatten wanneer deze objectief worden bekeken. Terwijl in de typische methode met behulp van een vragenlijst over SoO / SoA, deelnemers worden gepresenteerd de voorbereide uitdrukkingen over de gevoelens eerst, in dit protocol, worden ze gevraagd om hun gevoelens te beschrijven in woorden van hun eigen. Op deze manier kunnen we herinterpretatie van hun ervaring door de gegeven uitdrukkingen door de experimenteerder voorkomen en tegenstrijdige antwoorden verzamelen. Eigenlijk, zoals hierboven getoond, meldde de meerderheid van onze deelnemers dat de waargenomen beweging compatibel was met wat voor hen relevant was. Bovendien konden we de antwoorden "het was als de mijne en niet de mijne" verzamelen van drie deelnemers in stap 2.3.4. Daarnaast is het ook opmerkelijk dat illusoire sensorische feedback werd gerapporteerd in Type 3, hoewel het aantal klein was. Die punten die in eerdere RHI-studies niet waren waargenomen, zouden ons nieuw inzicht kunnen bieden.

Met betrekking tot de mogelijkheden om deze methode te verbeteren en op te lossen, is een veel voorkomend probleem dat het nauwkeurig traceren van het penseeltraject belangrijk maar moeilijk is. Inderdaad, de illusie verdwijnt zodra de beweging van de borstel asynchroon is^7,27. Onze proefpersonen meldden ook dat het gevoel van eigenaarschap plotseling verdween op het moment dat de experimenteerder niet per ongeluk kon traceren. Hoewel is gemeld dat de illusie-intensiteit toeneemt met toenemende complexiteit en willekeur van de borstelbeweging, raden we aan om een eenvoudig traject te nemen dat niet gemakkelijk verkeerd is in plaats van het risico te nemen. Bovendien zou men zich met betrekking tot de SCR-meting zorgen kunnen maken dat de deelnemers kunnen wennen aan de herhaalde mesdreiging. In sommige eerdere studies^19,22werd het experiment echter nog veel vaker uitgevoerd (bijvoorbeeld dertig keer¹⁹). Dit protocol stelt twee proeven voor elke voorwaarde voor, voor een totaal van zes keer per deelnemer om hun last te verminderen, als het minimumaantal keren dat het verschil tussen de drie voorwaarden zou onthullen. Bovendien is het mogelijk om te overwegen het aantal proeven voor een meer statistisch betrouwbare gegevensverzameling te verhogen en het effect van iteratie van de studie te bestuderen. Een ander punt, onze materialentabel toont de set apparatuur die we gebruikten om onze representatieve resultaten te verkrijgen. Vooral omdat de op het hoofd gemonteerde displayfabrikanten echter vaak worden bijgewerkt naar nieuwe producten, wordt het catalogusnummer (Oculus DK2) in de tabel nu stopgezet. Momenteel kan hetzelfde experiment worden uitgevoerd met behulp van het nieuwste model (Oculus Rift S of Quest 2; in dit geval is het bijbehorende scherm een pc met Windows OS in plaats van Mac OS), en we raden aan om uit te voeren met het product dat op dat moment beschikbaar is.

Een aanzienlijke beperking van dit protocol is dat de schatting van SoA afhangt van de retrospectieve methode. De reden dat het face-to-face interview wordt ingesteld als de laatste stap van het experimentele proceduregedeelte en niet alleen na de doelproeven (het spoor in de "langzame" toestand), zoals algemene methoden¹³, is om te voorkomen dat de deelnemers hun aandacht richten op de vraag in de daaropvolgende proeven. Gezien het feit dat dit risico een grotere impact had op het hele experiment, hebben we de huidige volgorde bepaald. Aan de andere kant, dit geval waarin andere proeven worden ingevoegd tussen de doelproef en het interview, doet zich de risico's voor dat het verworven gevoel gemengd of vergeten zou worden. Hier werd dat probleem verholpen door gebruik te maken van de vragen 1 en 2. Bovendien is het gebruik van algemene vragenlijsten nog steeds retrospectief. Daarom kan het ontwikkelen van een meetmethode die parallel met het experiment kan worden uitgevoerd met fysiologische indexen zoals SCR als een veelvoorkomend probleem worden beschouwd. Bovendien kan het mogelijk zijn om enkele verschillen waar te nemen bij het vergelijken van de trends van de subjectieve rapporten met langzame en snelle omstandigheden. Hoewel het herhalen van vragen het risico met zich mee brengt dat de retrospectieve subjectieve rapporten van de deelnemers worden beïnvloed, is een mogelijke benadering een vergelijking tussen groepen, om slechts één voorwaarde aan elk te stellen.

Kortom, dit protocol heeft een situatie geïmplementeerd waarin de SoO naast de SoA bestaat die inconsistent is voor één lichaamsdeel, waardoor een goede balans ontstaat tussen verschil en consistentie tussen de getoonde toestand en de werkelijke toestand. Deze keer, omwille van de vereenvoudiging, wordt de echte hand van de deelnemers gemaakt om stabiel te zijn en de getoonde hand is gemaakt om enigszins te bewegen, maar het tegenovergestelde geval is ook van toepassing. In dat geval is het belangrijk dat elke deelnemer zijn vingers met een uniforme snelheid en afstand beweegt; daarom is het noodzakelijk om dit proces ruim van tevoren te bevestigen en te oefenen. Bovendien kan een breed scala aan toepassingen worden voorgesteld, zoals de case met een verandering in de vorm en/of het aantal getoonde vingers of de case met interventie en/of interactie met de voor de hand liggende handen van anderen.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
display	Apple Inc.	MacBookAir	voor het spiegelen van het scherm dat aan de deelnemers in de HMD wordt getoond
hoofdbevestiging	Oculus VR Inc.	Oculus DK2	voor het weergeven van de 360° video's
metronoomtoepassing	ihara-product	Smart Metronome	voor het genereren van referentietonen
SCR data acquisitie apparaat	Biopac Systems inc.	Biopac System MP150	voor SCR data meting
SCR data verwerking software	Biopac Systems inc.	AcqKnowledge 4.1	voor SCR data verwerking
smartphone	Apple Inc.	iPhone SE	voor het afspelen van referentietonen
statistische analysesoftware	The R Foundation	R 3.4.2.	voor statistische analyse
360° camera	RICOH Company Ltd.	RICOH THETA S	voor het voorbereiden van de video's