October 27th, 2016
Dit artikel beschrijft een nieuwe werkwijze proprioceptieve drift schatten op een 2D-vlak met de spiegel illusie en combineren van een psychofysische methode waarvan analyse met machine learning.
Het algemene doel van deze procedure is om proprioceptieve drift in 2D te schatten en visualiseren met vrije selectie van de handpositie van de deelnemer. Deze methode kan helpen om belangrijke vragen in psychofysica, engineering en revalidatiegezondheid te beantwoorden, door de methode te onderzoeken om een gevoel van eigen lichaam te bedienen. Het grote voordeel van deze techniek is om proprioceptieve drift in 2D te schatten en visualiseren in de situatie waarin de deelnemer zijn handlocaties kan selecteren.
Gevoel van zelf wordt oorspronkelijk besproken in het lichaamsrevalidatie-onderzoeksveld. Maar nu is het uitgebreid naar de engineering in de context van belichaming, zoals virtuele avatar en kunstmatige lichamen. Begin door de deelnemer te instrueren om een tikkende beweging uit te voeren door de hiel van hun hand in contact met de spiegel te houden.
Start vervolgens de metronoom op een tempo van 60 slagen per minuut. Instrueer de deelnemer om beide handen synchroon te bewegen volgens het geluid van de metronoom. Zorg ervoor dat de timing van de handbewegingen van de deelnemer dicht bij één cyclus per seconde ligt door het te vergelijken met het geluid van de metronoom enkele minuten nadat het tikken begint.
Begin door een spiegel of schoolbord op de standaard te monteren op basis van de conditie. Gebruik een spiegel voor de visuele feedback-conditie en een schoolbord voor een uitgebalanceerde conditie zonder visuele feedback. Laat de deelnemer dicht bij de spiegel zitten die langs hun midden-sagittale vlak is gepositioneerd.
Zorg ervoor dat de deelnemer alleen het spiegelbeeld van hun linkerhand kan zien en hun echte rechterhand niet kan zien. Instrueer vervolgens de deelnemer om tijdens het experiment aandacht te besteden aan het beeld van hun linkerhand in de spiegel. Plaats retroreflectieve markeringen op de rechterwijsvingertop en de pols van de deelnemer.
Bevestig met de deelnemer dat het haptische gevoel van hun rechterhand niet substantieel is veranderd door de markeringen in vergelijking met de linkerhand. Plaats vervolgens geluidsisolerende koptelefoons over de oren van de deelnemer zodat ze de metronoom niet zullen horen. Instrueer de deelnemer om hun linkerhand 30 centimeter verticaal en 30 centimeter horizontaal vanuit de onderste rechterhoek van de spiegel te bewegen, en deze linkerhandpositie tijdens het experiment te behouden.
Stel deze positie in als de oorsprong van het oppervlak van het 2D-vlak. Instrueer ten slotte de deelnemer om hun rechterhand aan de andere kant van de spiegel op elke gewenste positie te plaatsen en deze positie te behouden tot het einde van de proef. Instrueer de deelnemer om aan het begin van een proef de middelste knop van het voetpedaal in te drukken, wat een pieptoon veroorzaakt via de koptelefoon als feedback van het pedaal indrukken.
Na de pieptoon instrueer de deelnemer om te beginnen met beide handen synchroon met één hertz op de spiegel te tikken. Nadat de deelnemer zes handbewegingen heeft voltooid, instrueer hen om te stoppen en een vraag te beantwoorden over of ze het gevoel hebben dat de rechter- en linkerhand zich op dezelfde positie bevinden. Gebruik het rechter voetpedaal voor ja, en het linker voetpedaal voor nee.
Instrueer vervolgens de deelnemer om hun rechterhand naar een andere positie van hun keuze te verplaatsen. Begin vervolgens de proef opnieuw zoals geoefend. Zorg ervoor dat de deelnemer de taak begrijpt en begin vervolgens met het experiment.
Controleer gedurende het experiment of de timing van het tikken van de deelnemer ongeveer één hertz blijft door de bewegingen te bekijken in vergelijking met de metronoom. Sta een pauze toe na 100 proeven en voltooi het experiment voor de andere conditie op een andere dag. Begin met het definiëren van 13 rechterhandposities voor responsverzameling op een vragenlijst over gevoel van eigendom en agentie.
Informeer de deelnemer dat ze dezelfde procedure als eerder zullen voltooien. Nadat ze zes keer synchroon met de rechter- en linkerhand hebben getikt, instrueer hen om mondeling vragen te beantwoorden over gevoel van eigendom en agentie met behulp van een zevenpunts Likert-schaal. Vul de scores van de vragenlijst in op basis van hun antwoorden.
Toon beoordelingen van negatief drie, wat volledig oneens betekent, tot positief drie, wat volledig eens betekent, met nul dat aangeeft noch overeenstemming noch onenigheid of onzeker. Zorg ervoor dat de deelnemer de taak begrijpt. Beweeg vervolgens de rechterhand van de deelnemer naar de volgende positie en laat hen de proef opnieuw voltooien.
De gebiedsvormen waar de deelnemer de ruimtelijke offset tussen linker- en rechterhandpositie niet kon detecteren, verschillen tussen de condities. Bovendien zijn de gebiedsgroottes en de conditie met visuele feedback aanzienlijk groter dan in de conditie zonder visuele feedback, wat suggereert dat de vereiste offset tussen visuele en proprioceptieve feedback om proprioceptieve drift te onderhouden ongeveer 10 centimeter is. Hier toont de vergelijking tussen visualisatie van proprioceptieve drift en vragenlijstresultaten voor gevoel van eigendom en agentie aan dat de offsetgebieden om deze fenomenen te onderhouden concentrisch zijn en bijna overlappen.
Deze techniek kan in één uur worden voltooid als deze correct wordt uitgevoerd. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om te onthouden om te controleren of de deelnemer de taak correct heeft uitgevoerd. Na de ontwikkeling van deze techniek heeft deze de weg geëffend voor onderzoekers op het gebied van psychofysica, engineering en revalidatie om deze dimensiemethode voor gevoel van eigendom en agentie in meerdere dimensies te verkennen.
Na het bekijken van deze video zou u een goed idee moeten hebben van hoe u gedrag van de mens kunt schatten en tijdens dit experiment van de beweging van de rechterhand van de deelnemer.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Dit artikel presenteert een nieuwe methode voor het schatten van proprioceptieve drift in een 2D-vlak met behulp van de spiegelillusie. De techniek combineert psychofysische procedures met machine learning-analyse.
This method enables quantitative assessment of body ownership perception in two dimensions, supporting mechanistic de-risking in neuroprosthetics and rehabilitation device development. By integrating objective motion tracking with subjective phenomenological assessment, it provides predictive confidence for evaluating embodiment in human-machine interfaces. The approach addresses a key translational gap in validating sensory feedback systems for limb rehabilitation and embodied technology design.
The method positions itself at the discovery biology stage, supporting hypothesis testing of embodiment mechanisms prior to lead identification in rehabilitation technology development.