26 lipca 2013
Pokazujemy, jak obiektywna miara może być zastosowana w powszechnie stosowanym paradygmacie iluzji gumowej ręki. Miara ta jest uzyskiwana przez modyfikację dobrze ugruntowanego zadania kongruencji intermodalnej. Zadanie to pozwala na zbadanie procesów multisensorycznych, które są krytyczne dla modulacji reprezentacji ciała, jak w iluzji gumowej ręki.
Ogólnym celem tej procedury jest wykorzystanie zadania zgodności cross-modalnej jako obiektywnej miary w paradygmacie złudzenia gumowej ręki. Najpierw indukuje się złudzenie gumowej ręki poprzez synchroniczne pocieranie pędzelkiem widocznej gumowej ręki, podczas gdy własna ręka uczestnika pozostaje ukryta przed wzrokiem. Następnie uczestnicy są proszeni o rozróżnienie bodźców dotykowych podczas obserwacji rozpraszających bodźców świetlnych w tak zwanym zadaniu zgodności cross-modalnej.
Głaskanie pędzlem jest powtarzane przed każdą próbą, a cały proces jest powtarzany co najmniej 60 razy. Ostatnim krokiem jest przeprowadzenie warunku kontrolnego, w którym iluzja nie jest indukowana poprzez asynchroniczne głaskanie pędzlem. Ostatecznie zadanie zgodności crossmodalnej służy do wykazania zmian w przetwarzaniu wielozmysłowym, które są kluczowe dla modulacji reprezentacji ciała, tak jak ma to miejsce w iluzji gumowej ręki.
Główną zaletą tej techniki w stosunku do istniejących metod, takich jak skale ocen, dryf proprioceptywny i pomiary fizjologiczne, jest możliwość wykorzystania zadań współbieżności crossmodalnej jako obiektywnej miary, która jest mniej podatna na błędy obserwacyjne i eksperymentalne oraz adaptacyjne procesy fizjologiczne. Naszą dzisiejszą uczestniczką będzie Marina Ko. Iluzja gumowej ręki, lub RHI, wykorzystuje pudełko, które zakrywa własną dłoń uczestnika, podczas gdy prezentowany jest widok sztucznej dłoni. Sztuczna dłoń nie musi być wykonana z gumy.
W tym przypadku zastosowano protezę. Do głaskania dłoni użyto dwóch miękkich pędzli. Specjalistyczne oprogramowanie przesyła sygnały czasowe przez słuchawki, aby zapewnić synchronizację pociągnięć pędzlem w celu uzyskania kongruencji międzymodalnej.
Do dostarczania bodźców dotykowych wykorzystuje się urządzenia takie jak stymulatory typu elektromagnetycznego solenoidu lub małe głośniki. W niniejszej procedurze bodźce dotykowe są dostarczane za pomocą małych głośników umieszczonych wewnątrz pudełka. W miejscu gumowej dłoni należy również umieścić atrape receptora.
Następnie diody LED są ustawiane w pozycjach umożliwiających dostarczanie bodźców wizualnych. Po rozmieszczeniu wszystkich elementów należy użyć oprogramowania eksperymentalnego do zaprogramowania prezentacji bodźców. Na początek poproś uczestnika o zajęcie wygodnej pozycji siedzącej.
Po umieszczeniu dłoni w pudełku należy upewnić się, że uczestnik widzi gumową dłoń, a nie własną. Użyj fartucha, aby zakryć ramię i przedramię uczestnika, a także część gumowej dłoni aż do nadgarstka. Po odpowiednim ustawieniu poproś uczestnika, aby reagował i rozróżniał lokalizację bodźców dotykowych tak szybko i precyzyjnie, jak to możliwe.
Następnie pokaż uczestnikowi, jak używać myszy komputerowej do zaznaczania odpowiedzi podczas testowania. Warto wprowadzić bloki treningowe, aby uczestnik zapoznał się z zadaniem kongruencji crossmodalnej. Najpierw przeprowadź próby praktyczne bez bodźców wizualnych, aby przyzwyczaić uczestników do celów dotykowych.
Następnie przeprowadź próby treningowe z wykorzystaniem bodźców LED. Przed rozpoczęciem testowania załóż uczestnikowi słuchawki emitujące biały szum, aby zablokować wszelkie potencjalne dźwięki, które mogą pojawić się podczas podawania bodźców. Eksperymentator powinien następnie zająć pozycję, która umożliwi mu wygodne wykonanie obu pociągnięć pędzlem.
Umieść punkt fiksacyjny pomiędzy światłami i poleć uczestnikowi utrzymać na nim wzrok przez cały czas trwania eksperymentu. Po przygotowaniu wywołaj iluzję gumowej ręki za pomocą synchronicznego pocierania pędzlem. Obie dłonie powinny być dotykane w tym samym czasie i w tym samym miejscu.
Wykonaj pocierania od jednej do trzech minut przed zadaniem spójności crossmodalnej. Ponownie, przed każdą próbą zastosuj asynchroniczne pocieranie jako warunek kontrolny, w którym obie dłonie powinny być pocierane z przesunięciem czasowym. Aby rozpocząć zadanie, przedstaw jeden bodziec dotykowy i jeden bodziec wzrokowy w lokalizacji przestrzennie spójnej lub niespójnej.
Prezentuj próby zgodne i niezgodne w różnych lokalizacjach oraz w zrandomizowanej sekwencji. Stosuj próby typu no-go, aby upewnić się, że uczestnicy obserwują bodźce. Na przykład poproś uczestników o powstrzymanie się od reakcji.
Jeśli światła w obu lokalizacjach zapalają się w tym samym czasie. Gdy uczestnicy regularnie naciskają przycisk podczas tych prób, może to wskazywać na to, że nie patrzą na światła. Do monitorowania subiektywnych odczuć podczas paradygmatu RHI można również wykorzystać skale ocen. Odpowiedzi z kwestionariusza przedstawionego tutaj można porównać z tymi zebranymi wcześniej.
Po przeprowadzeniu testów należy obliczyć średnie wartości wskaźników wydajności dla każdego uczestnika i każdego warunku. Próby, w których uczestnicy zareagowali zbyt szybko lub zbyt wolno, są automatycznie odrzucane z analizy. Należy sprawdzić liczbę fałszywych alarmów w próbach no-go, aby ustalić, czy istnieją istotne różnice między warunkami.
Do obliczenia efektu spójności między modalnościami wykorzystano wyłącznie czasy reakcji dla prób poprawnych. Zarówno czas reakcji, jak i błędy w odpowiedziach różniły się znacząco pomiędzy poszczególnymi warunkami RHI. Efekt CCE był istotnie zwiększony, gdy RHI wywołano za pomocą synchronicznego głaskania w porównaniu do głaskania asynchronicznego; w sytuacjach, gdy głaskanie pędzlem nie było stosowane przed każdym zadaniem spójności między modalnościami, CCE nie uległo istotnej modulacji.
Po opanowaniu tej techniki, można ją przeprowadzić w około 15 minut dla każdego wariantu.
Niniejsze badanie demonstruje wykorzystanie zadania zgodności crossmodalnej jako obiektywnej miary w paradygmacie iluzji gumowej ręki. Poprzez zastosowanie synchronicznego pocierania pędzlem, badanie analizuje wielozmysłowe procesy kluczowe dla modulowania reprezentacji ciała.
Obiektywne miary behawioralne integracji wielozmysłowej, takie jak zadanie zgodności międzymodalnej w paradygmacie iluzji gumowej ręki, odpowiadają na potrzebę stosowania odpornych na błędy systematyczne i powtarzalnych punktów końcowych we wczesnych badaniach neurobiologicznych. Podejście to umożliwia solidną kwantyfikację modulacji reprezentacji ciała, wspierając ograniczanie ryzyka mechanistycznego oraz zwiększając pewność prognostyczną w badaniach translacyjnych. Integracja takich obiektywnych testów wzmacnia proces podejmowania decyzji portfelowych na styku walidacji celu i wyboru modelu przedklinicznego.
Zadanie spójności między Modalnościami (crossmodal congruency task) stanowi pomost pomiędzy wczesną fazą odkryć a walidacją przedkliniczną, umożliwiając rzetelne testowanie hipotez oraz standaryzację analiz w procesach badawczych z zakresu neuronauki sensorycznej.