Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Behavior

Motor Davranış Top-down Görsel Süreçlerin Etkisi keşfedin Yöntemleri

doi: 10.3791/51422 Published: April 16, 2014

Summary

Bu ventral görsel akışından yukarıdan aşağıya sinyaller hareketini nasıl etkilediğini belirsizdir. Biz 3D derinlik inversiyon illüzyonun bir hedefe doğru motor davranışlarını test etmek için bir paradigma geliştirdi. Önemli farklılıklar hayali ve veridical izleme koşullarında kasıtlı, amaca yönelik hareketler ve otomatik eylemler hem de bildirilmiştir.

Abstract

Kinestetik farkındalık başarıyla çevreyi gezinmek için önemlidir. Bizim günlük çevresi ile etkileşim yaparken diğerleri kendiliğinden bilinçli farkındalık altında meydana iken, hareket bazı yönleri kasten, planlanmaktadır. Spontan bileşeni araştırdı altında büyük ölçüde kalırken, bu ikiliğin kasıtlı bileşeni, çeşitli bağlamlarda yaygın olarak incelenmiştir. Ayrıca, nasıl algısal süreçler bu hareketi sınıflar modüle hala belirsizdir. Özellikle, bir anda tartışılan konu visuomotor sistemi görsel yanılsama tarafından üretilen mekansal algı ya da yanılsama etkilenmez ve veridical percept tarafından yerine yönetilir olmadığını yönetilir olup olmadığıdır. Böyle 3D derinlik inversiyon yanılsamalar (DIIs) olarak Bistable percepts ulaşmak-to-kavramak hareketleri ile birlikte kullanıldığında, özellikle bu tür etkileşimlere ve dengesini incelemek için mükemmel bir bağlam sağlar. Bu çalışmada, bir metodoloji Clar bir dII kullandığı geliştirilmiştirÖzellikle hem kasıtlı ve spontan hareket etki etkilenen bir DII üzerinde bir hedefe doğru ulaşır nasıl keşfetmek, motorlu eylem yukarıdan aşağıya süreçlerin rolünü ispat.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Vision-için-Algısı vs Vision-için-Eylem

Başarıyla çevreyi gezinmek amacıyla, görsel sisteminden bilgileri insan hareketini koordine yardımcı olmak için kullanılmaktadır. Görsel bilgi seçilen ve motor eylemleri etkilemek için öncelik nasıl belirsizliğini koruyor. İki büyük anatomik projeksiyonlar ("ne", ya da "algı için vizyon") yolu, temporal bölgeye uzanan, ve dorsal ("", ya da "vizyon eylem") yol ventral oluşturmak için birincil görsel korteks ortaya çıkar , parietal lob 1-2. Dorsal akım münhasıran eylem rehberlik ve mekansal farkındalık için sinyallerini işlemek için düşünülen ise ventral akışı, böyle bir nesne tanıma ve tanımlama gibi algısal süreçler için görsel bilgileri kullanarak alakalıdır. Sorulan soru ventral akışından yukarıdan aşağıya işlemler hareketleri idam edildiği şekilde şekil olsun ya da değildir.

F1992 yılında GOODALE ve Milner tarafından değerlendirilen hasta DF amous vaka çalışması, güçlü deliller ve ventral ve dorsal akım süreçler algı ve eylem 3 için ayrılabilir olduğu iddia görsel iki akışları hipotezi için destek sağladı. Teorik olarak, hareket paralaks ve binoküler eşitsizlik aşağıdan yukarı sinyalleri motor planlama ventral akışı kontrolü vurdumduymaz olduğunu düşündüren, böyle doğru bizim eylemleri rehberlik etmek amacıyla, önceki bilgi ve aşinalık gibi yukarıdan aşağıya algısal bilgileri geçersiz kılabilirsiniz. Bilateral ventral oksipital lezyonlar nedeniyle görsel form agnozisi yaşadı DF, görsel iki akarsu hipotez 3-4 öncül destek, o zorluk tanıma vardı nesnelere yönelik doğru kavrama yeteneğini korudu. Çünkü DF gibi vaka çalışmaları, bu fonksiyonel ventral-dorsal akım ikiliği, aynı zamanda sağlıklı, patolojik olmayan bireylerde var olduğu kabul edilmiştir. Ancak olsun ya da olmasın, bu bulgular, bir mutlak için kanıt sağlamakalgı ve neurotypical nüfus eylem için emek ud bölümü hararetli son yirmi yıl 5-10 içinde tartışıldı.

Algı ve Eylem tutunuz için Yanılsamalar Kullanımı

Neurotypical konularda görsel iki akarsu hipotezi test etmek için, araştırmacılar çevrenin çarpık algısal kararları, bizim motorlu eylemleri nasıl etkilediğini araştırmak için görsel yanılsamalar kullanır. Ebbinghaus / Titchener yanılsama, örneğin, daha büyük bir daire ile çevrelenmiş olarak aynı boyutta bir diskten daha büyük olduğu görülmektedir diskler daha küçük bir disk ile çevrili bir hedef kullanmaktadır; Bu boyut kontrast etkisi 11 kaynaklanmaktadır. Katılımcılar iki akarsu hipotez geçerlidir eğer, disk hedef kavramak ulaştığınızda, daha sonra disk hedefe kapma elin kavrama açıklık katılımcı disk hedefin doğru geometri hareket etmeye neden yanılsama etkilenmemiş olacaktır yanlış algısal boyutu Estim güvenmek yerineates. Aglioti et al. Aslında raporunda bu davranış, ayrı görsel süreçleri yetenekli eylemleri ve bilinçli algı 11 yöneten o akıl. Tersine, diğer gruplar özenle yerine bir ayrılık 12 daha görsel akışı bir bilgi entegrasyonu öneren, algısal ve kavrama görevlerin eşleşmesini kontrol ederken algı ve eylem süreçleri arasında bir ayrışma bulgu, bu sonuçlara itiraz var. Ebbinghaus Illusion kullanarak görsel iki akarsu hipotezi doğrulamak ya da çürütmek için yapılan çeşitli takip çalışmalara rağmen, argüman 13 iki tarafını destekleyecek kanıt rakip parçalar vardır.

Başka işlem süreçlerinin görsel algı etkisini araştırmak için, 3D derinlik inversiyon yanılsamalar (DII) da faydalanılmıştır. DIIs fiziksel içbükey açıları dışbükey olarak algılanan ve tersi 14 hangi hayali hareket ve sahneleri algılanan derinliği ters üretirler. HollowYüz Illusion uyaran hayali percept 15-16 ortaya çıkarmak için böyle bir ön bilgi ve dışbükeyliği önyargı gibi yukarıdan aşağıya etkilerin rol aldığı, fiziksel içbükey olmasına rağmen, normal bir dışbükey yüz algısını oluşturan bir DII bir örnektir. Hollow Yüz Illusion hedeflere ulaşmaya motor davranışını karakterize etmek çabalara rağmen, kanıtlar şüpheli kalır: başka bir 18 değil iken bir çalışma, motor çıkışı 17 üzerinde bir etkisi bildirir. Bu çalışmalar Hollow Yüz Illusion bulunan hedeflere el göreli mesafe hesaplamalarını son noktasını algısal derinlik tahminlerini karşılaştırarak güveniyor. Uyaranların bu tür gerçekleştirilen eylemler hakkında çelişkili sonuçlar araştırmacılar tarafından kullanılan yöntemler değişimlerin bir sonucu olabilir. Ventral ve dorsal akım bilgilerinden faydalan olduğu yolu tartışmaya kadar hala çünkü, bu tartışma motorlu behavio ek gelişmiş önlemler ile daha güçlü bir uyarıcı için ihtiyaç kıvılcımr.

Bir teknik yaygın DIIs 14 başka bir sınıfını oluşturur "reverspectives" olarak adlandırılan ters perspektif bir uyaranı kullanılarak geliştirildi tam nedeni budur. Parçalı 3D düzlemsel yüzeylerde boyalı doğrusal perspektif ipuçları uyaranın fiziksel geometri ve gerçek boyalı sahne arasındaki rekabeti üretirler. Bakış açısı ile deneyim-temelli aşinalık derinlik inversiyon percept (Şekil 1) yanadır oysa böyle binoküler eşitsizliğe ve hareket paralaks gibi veri odaklı duyu sinyalleri, fiziksel geometri veridical percept lehine. Reverspective avantajı olan yanılsaması altında uzaysal yönlendirilmesini algılanan fiziksel yönlenmesinden yaklaşık 90 derece farklılık gösteren bir uyarıcı yüzey üzerinde bir hedefin yerleştirilmesi için izin vermektedir (Şekil 1 e ve 1 f). Bu büyük fark, büyük ölçüde ulaşmak için-kavranmasına hareketler veya iltihaplanma olup olmadığını test kolaylaştırıryanılsama etkileniyor. Bu kavram reverspective üzerinde yapılan motorlu eylemler ventral akışından yukarıdan aşağıya etkilerden etkilenen olup olmadığını keşfetmek için anahtardır.

Algı-Eylem Modeller Hareketi Sınıflar

Bir reverspective uyaran bir hedefe doğru kapma zaman farklı motor stratejiler hayali ve veridical duyuma altında istihdam edilmektedir, o zaman kolayca elin yaklaşımının eğrilik inceleyerek izlenebilir. Ayrıca, geri dinlenme durumuna elin kendiliğinden, otomatik geri çekilme için amaca yönelik hareketinin başlangıcından itibaren tüm açılımı hareketin bir analiz aslında bypass motor çıkışında algısal etkisi için test geçmiş yöntemlere herhangi bir eksiklik bulmuş olabilir. Son çalışmalar, bu iki hareket sınıf arasındaki dengenin yanısıra tahmini ve beklenen contro için sinir sistemleri tarafından kendiliğinden bölümlerinin kullanımına dair önemini vurgulamakl 19-21,23-24. Kendiliğinden otomatik hareketlerin yeni istatistiksel olarak tanımlanmış sınıf yeni ölçümler ve hedefe yönelik olanlar duyusal-motor değişiklikleri izlemek ve doğal davranışların ince yönlerini ölçmek için şimdiye kadar olduğu gibi kadar önemli olduğu ortaya çevirmek özellikler sağlar.

Bilgimize, görsel iki akışları hipotezi mevcut araştırma, yalnızca böylece visuomotor eylem döngü tamamlanmasında önemli bileşenleridir otomatik geçiş hareketleri üzerinde herhangi bir etkisi yok sayarak hedefe yönelik eylemler üzerinde duruluyor. Vurgu bu nedenle tam bir görsel algı-eylem modellerine ilişkin konuları açıklığa kavuşturmak için mevcut paradigma içinde motor davranışları hem modları yakalamak için otomatik hareketlerin önemi üzerinde yerleştirilmelidir. İşte yöntemler spontan transit birlikte kasıtlı, hedefe yönelik eylem etki motor davranışlarını modüle üzerinde görsel ventral akışında yukarıdan aşağıya sinyal rolünü araştırmak için geliştirilmiştirsağlam DII ters perspektif uyaran kullanarak uğratarak hareketleri.

Gerekçe

Bu top-down görsel süreçleri hayali percept altında 3D ters perspektif sahnede duyusal-motor sistemi, gömülü hedefe doğru tam hareket yörüngeleri etkileyen eğer doğru sözlü percept (Şekil 1e tarafından ortaya hedef yaklaşımı farklı olacaktır, bu hipotezi ve 1f.) Reverspective uyaran hayali duyum bir ("zorunlu") uygun perspektif uyaranlarla elde edilen çok benzer olduğundan Ayrıca, bir reverspective üzerinde gömülü bir hedefe doğru yapılan ulaşır, bu nedenle etkisi altında yürütülen ulaştığında benzer özellikler olmalı reverspective uyaran (Şekil 1c ve 1f) yanılsamadır.

Yukarıdan aşağıya görsel etkiler hareket yörünge etkisi yoksa, o zaman yapılan und ulaştığı varsayılmaktadırer hayali duyum reverspective uyaran (Şekil 1e) hakkında veridical percept altında yapılan ulaştığı gibi aynı özellikleri gösterirler olacaktır. Diğer bir deyişle, hayali ve doğru sözlü hem de duyum ulaşır hem de ileri yörünge yolları uyaran gerçek geometrisi üzerinde hareket edeceğini şekilde, doğada benzer olacaktır. Ileri gözlenen etkileri elin otomatik geri çekilme çevirmek nasıl ulaşacağını bilinmiyor. Bir tam motor analiz istihdam, biz eylem ve algı anlayışımız eldeki mevcut sorunları açıklığa kavuşturmak için döngüler ilerlemek hedefliyoruz.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1.. Uyarıcı Aparatı Binası

  1. Bir kayar parça üzerinde hareket edebilen bir platformu oluşturmaktadır. Her bir uyarıcı için adı deneme türüne bağlı olarak hareket edebilen bir platform üzerinde yerleştirilir.
  2. Uyaran platformu masanın önünde oturmak için katılımcı ile göz seviyesinde olmasını sağlayan uygun yükseklikte bir masa üzerine parçayı sabitleyin.
  3. Uyaran platformu için geri çekilebilir yay mekanizması takın. Bir devre kartına yay mekanizmasına girişi bağlayın.
  4. Uyarıcı platformu bakan katılımcının koltuğunun arkasında lambaları kümesi yerleştirin. Dengesiz ışık hayali percept müdahale gölgeleri olabilir çünkü eşit uyaran platformu aydınlatmak için önemlidir. Devre kartına bağlar bir dönüştürücü lambaların seti bağlayın.
  5. Katılımcı oturmuş nereye yakın masanın kenarına bir anahtar kutusu takın. Katılımcılar anahtar kutusu a kendi el koyunHer denemenin başlangıcı t ve en kısa sürede ulaşmak hareketini yürütmek için elini kaldırma gibi anahtarını etkinleştirin. Devre kartına anahtar kutusu girişi bağlantı.
  6. Yay mekanizması ve anahtar kutusu tetiklenir sonra ışıkların kapalı dönüşü üzerinden hareketli platformun retraksiyonun eşzamanlı aktivasyonunu kontrol etmek için mikro denetleyici üzerinde bir pin devre kartının her çıkışı pimini takın. Uyarıcı geri olmalı ve ışıkları meydana gelen herhangi bir çevrimiçi görsel düzeltmeleri ve dokunsal geribildirim önlemek için her deneme ulaşmak hareketinin başlamasından sonra kapatmanız gerekir. Uyarıcı geri çekme ve karanlık başlangıçlı bu acil reach görev yapmak, sadece bir hareket başlar sonra yapılır, böylece anahtarı kutusu kullanılır.
  7. Mikro denetleyici sinyalleri kontrol eden bir MATLAB programı yazınız. Çalışmaların bir dizi depolamak ve her deneme için kullanmak ne uyaranlara ve izleme koşulları deneyci talimat MATLAB kodu kullanın.
  8. Construct eğitim uyaranlar, ters perspektif uyaran ve doğru-perspektif uyaran (Şekil 1 ve 2). Eğitim uyaranlara ters perspektif uyaran ve doğru-perspektif uyaran gömülü orta binanın izole sağ duvar yüzeyi temsil eden iki dikdörtgen panellerden oluşmaktadır. Eğitim uyaranların amacı deneysel prosedürde tartışılacaktır. Uyaranların orta hattın sağında kırmızı düzlemsel diski hedeflerini tutturmak.

2. Katılımcılar

  1. IRB elde yazılı bilgilendirilmiş onam deneysel oturumu başlamadan önce Helsinki Bildirgesi ile uyumlu protokolü onayladı.
  2. Görsel (bir Randot-Stereo Testi kullanılarak) her göz, stereopsiste keskinliği, göz ve egemenlik için katılımcıyı test edin.
  3. Set-up hareket yakalama sistemi. 240 Hz ve hareket izleme yazılımı ondört elektro-manyetik sensörler kullanın. Yüksek çözünürlüklü kayıt sistemi algeçmiş çalışmaların eksikliği aynı anda on dört sensörler üç boyutlu hareket konma derinlemesine analiz için alçak,.
    1. Vücudun sınırsız hareketini optimize etmek için tasarlanmış spor bantları kullanarak aşağıdaki vücut bölümlerine ilişkin ondört sensörlerin on iki koyun:, baş, gövde, sağ ve sol omuz, sol üst kol, sol kol, sol kol, sağ üst kol, sağ kol sağ bilek, sağ el işaret parmağı ve sağ el başparmak.
    2. Eğitim ve deney blokları sırasında katılımcıya 3D uzay nispetle hedefin doğru bir pozisyon elde etmek için doğrudan hedef konumu arkasında uyaranların ters kalan iki sensör yerleştirin.

3.. Deneysel Prosedür

  1. Şu anda katılımcı bakış üzerinden tüm uyaranlara yerleştirin. Uyaran platformu aydınlatmak için kullanılan lambaları hariç tüm ışıkları kapatın. Exper çalıştırmak için kullanımda olan herhangi bir bilgisayar ekranları Dimiment Onların ışıkları aparat üzerine yansıtılan hatta aydınlatma ile karışmaz ki.
  2. Herhangi denemeler başlamadan önce, deney akışının katılımcı bilgilendirmek. Uyarıcı retraksiyonun bildirmek ve anahtar kutusunda kapalı onların elini kaldırarak hareketi başlatmak kez ışıkları kapatarak. Geri çekme platformu takip etmeye değil onlara hatırlatmak, ama sadece hedef son görüldüğü nerede kapmak. Geçen algılanan yüzeye normal olarak yaklaşarak hedef gördüğümü hatırlıyorum nerede nasıl yakaladığını göstermektedir.
  3. Uygulama denemeler başlayacak. Katılımcı kurulum ile rahat olmak için bu çalışmalar sağlar. Uyaranlara takmak için kullanılan bir merkezi kutup çıkıntı sadece bir kara tahta - platform üzerinde hiçbir test uyarıcı yoktur. Merkez kutup ulaşmak için katılımcı bilgilendirin ve onun / kendi hızda, ulaşmak tamamladıktan sonra geri kalanı için elini getirmek için; Üç denemeleri için tekrarlayın. Not: Bu Retrac yönergeler vermek için önemli değildirelini t; Bu bileşen otomatik ve bilinçli kontrol altında olmalıdır.
  4. Eğitim denemeler başlatmak. Deney kalanı için her deneme sonra onun / gözlerini kapatmak için katılımcı isteyin. Katılımcının gözleri kapalı iken, orta direğe MATLAB programında çağrısında eğitim uyaran tutturmak; eğitim uyaran sunum sırası sekiz çalışmalarda, her bir uyaran için toplam dört için MATLAB programı tarafından randomize edilmiştir. Eğitim uyaranlara deneysel uyaranlara kullanılan hedeflerin fiziksel yüzeyleri temsilcisi ilgili hedeflere kapmak için sorulduğunda ulaşamayacağı eğrilik göstermesine yardımcı olur.
  5. Deneysel denemeler başlayacak. Deneysel çalışmalar için üç uyarıcı koşulları vardır: (1) Şekil 1F (REV-iLLu) in, (2) veridical percept altında reverspective Şekil 1e olarak (REV-VER), hayali percept altında reverspective, ve (3) Doğru-perspektif (PRO), Şekil 1c gibi. Bu şartların hatırlayınTerminaller (1) ve (2) ile aynı fiziksel reverspective uyarıcı kullanmaktadır.
    1. Üretim reverspective uyarıcı mevcut. O / o orta bina onu / ona karşı "dışarı haşhaş" bir hayali percept stabilize eğer katılımcıdan. Katılımcı sorun hayali percept stabilize varsa, hedefe 18 mesafe ulaşan korurken hayali percept korumak için stereopsisin zayıflatmak için dominant olmayan göz, bir de odaklama lens yerleştirin. Katılımcı de-odaklama lens gerektiriyorsa, sonra her REV-ILLU deneme önce onları koymak için onu / ona talimat emin olun.
    2. Ilk REV-ILLU deneme sonra, MATLAB programı çalışmaların sırası rastgele olacaktır. Her deneme için, uyarıcı durumuna bağlı olarak aşağıdaki talimatları verin:
      REV-ILLU: "Size doğru dışarı haşhaş gibi orta binayı gör."
      REV-VER: "Senden uzak mağaracılık gibi orta binayı gör."
      PRO: "y doğru dışarı haşhaş gibi orta bina görüntüleou. "
      Katılımcı istikrarlı percept onayladıktan sonra, hedefe kapmak için isteyin. 36 Deneysel çalışmalarda toplam her bir durum için on iki denemeler yapın.

4.. Veri Analizi

  1. Amaca yönelik modern ve otomatik geri çekme hareketleri açısından analiz etmek için, ilk olarak, hareketin hızı, onun başlandıktan sonra anlık hız sıfır yaklaştığında noktayı tespit iki hareket sınıfa veriyi ayrıştırmak.
  2. Her uyarıcı durum için el yol yörüngeleri eğrilik farklılıklara bakmak yörünge sırasında zaman içinde her noktada 3 boyutlu veri kümesi üzerinde Wilk'in Lambda test istatistiği gerçekleştirmek için. Wilk'in Lambda Testi bize REV-iLLu için ortalama yörünge vektör REV-VER veya PRO 22 benzer olup olmadığını anlamak yardımcı olmak için belirleyicileri yoluyla bir skaler değer olabilirlik test istatistiği Λ azaltır.
  3. Oryantasyon çalışmaAmaca yönelik modern sonunda hedefe doğru elin yon, yüzeye normal hedefin birim vektör göre başparmak, dizin ve bilek sensör duruma göre oluşturulan birim yaklaşım vektörü (Şekil 5a arasında oluşturulan açıyı karşılaştırmak ve 5b).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1.. Hand Path Yörüngeler

Sonuçlar Temsilcisi Konu VT için gösterilmiştir. Wilk'in Lambda test istatistiği belirleyicilerinin kullanımı ile bir sabit değere içine üç boyutlu alan verilerin azaltılması için olanak sağlar. Wilk'in Lambda istatistik olasılık oranı testi kullanır , Hangi kareler ve ürünlerin 'kapsamında' toplamı matrisi E, ve meydanlar ve ürünlerin 'total' toplamını formu matris (E + H) oluştururlar. Kural devletler, zaman , Sıfır hipotezi reddedilir. Içinde , güven düzeyi,oad/51422/51422eq5.jpg "width =" 15 "/> değişkenlerin veya boyutların sayısıdır ve ve serbestlik dereceleri sırasıyla hipotez ve hata için olduğu koşullarının bir sayı olmaktadır ve denemelerinin sayısı. Bizim durumumuzda, ve . Bu nedenle, elde Çok değişkenli A Rencher en Yöntemleri bulunan indeks tablosundannalysis 22.

Wilk'in Lambda Testi gibi, REV-iLLu ve ileriye, hedefe yönelik hareketi (Şekil 3a) REV-VER koşulları arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark ortaya kullanılarak elle yol yörünge analizi tüm yolun ilerlemesi (Şekil 3d) boyunca. Bu davranış, grafik (Şekil 4a ve 4b) de görüldüğü gibi noninstructed geri çekilmesi ile korunur. Beklendiği gibi, REV-VER PRO koşulları arasındaki karşılaştırma hem ileri hem retractory hareketlerinde önemli ölçüde farklıdır (Şekil 3b, 3e, 4b, ve 4e). Hareketin açılımı yaklaşım farklılıkları belirlemede kritik olduğundan, Wilk'in lambda değerleri tam (Şekil 3d-3f el yol yörünge yüzdesine göre çizilen ve vardır (Şekil 3D) genel REV-VER ileri el yol yörüngeleri için Wilk'in lambda değerleri REV-VER genel PRO karşılaştırıldığında (Şekil 3e) bulunanlara benzemektedir. Aynı elin geri çekilmesi (Şekil 4d ve 4e) için de geçerlidir. REV-ILLU ve PRO koşulları gibi, hareket sınıfta ya da anlamlı farklılık yoktur ileri hem de tam yolun yüzdesi ve geri çekilme durumlarda dayalı tüm lambda değerleri için (Şekil 3c, 3f, 4c ve 4f).

2.. El Yön

Her bir durumda, han olarak hedefe yaklaştıkça olarak elin yönünü incelerkenREV-VER olgularda d-yaklaşım vektörler REV-iLLu ve PRO durumda (Şekil 5c) bu farklılık. REV-iLLu için algılanan hedef ve ÖZELLİK koşulları için fiziksel hedefe doğru yönlendirildiğinde REV-ILLU ve PRO koşulları benzeri el duruşlar üretirler. REV-ILLU denemeler için ortalama birim yaklaşım vektörü ve hedef yüzeye normal bir birim vektörü arasında oluşan açı a 97,5197 ° ± 3,2228 fark (Şekil 5d) üretir. Ters perspektif uyaran hayali ve veridical devletler arasında yaklaşık 90 derecelik maksimum farklılıkları oluşturur hatırlayın. Bu nedenle Temsilcisi Konu VT hayali percept altında algılanan hedef değil hedefin fiziksel konumu doğru elini odaklı olduğunu göstermektedir.

Şekil 1
Şekil 1. Uygun ve REverse-Perspektif Stimuli. (AC) doğru-ya da "zorla" perspektif. Boyalı uyaran (a) Ön görünüm. (B) izdüşümler. (C) Üst görünüm: hedef için tipik ulaşmak yörüngesini gösteren bir ok ile bir içbükey sahnenin veridical duyum. (A, df) ters perspektif bir parça (e) 'de gösterilen iki duyuma, sebebiyet verir, ve (f). Boyalı uyaran (a) Ön görünüm. (D) izdüşümler. (E) Üst görünüm: Tipik ulaşmak yörüngesini gösteren bir ok ile bir dışbükey sahnenin veridical duyum. (F) Üst görünüm: Bir içbükey sahnenin hayali duyum - kesikli çizgilerle gösterilen - tipik ulaşmak yörüngesini gösteren bir ok ile. Noktalı çizgi rakam sadece algılanan hayali 3D şekil gösterir. Nesnenin konumu accura değilte; Aslında, hayali nesne kasten ulaşmak yörünge netleştirmek için gözlemciye doğru dengelenmiştir. Tüm yörüngelerin kavisi algı bağlı neden olabilir farklılıkları göstermek için abartılı. (F) 'in duyum ulaşan yörünge yanılsaması ((f yörünge)) tarafından ya da fiziksel yüzey ((e) yörünge) tarafından yönetilmektedir olmadığını incelemek için mükemmel bir testi sağlamaktadır. Doğru ve ters bakış açıları aynı ön görünümü paylaştığı Not (a). , bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız.

Şekil 2,
Şekil 2.. Eğitim Stimuli. ( (Cd) dikdörtgen panel ters bakış açısı ile 3D uyaran orta binanın sağ duvar gibi aynı yönü vardır. (A, c) tipik reach yörüngeleri gösteren oklarla, panellerin yerleştirme göstermek için en iyi görüş şematik çizimleri. Yörüngeler eğrilik farkı göstermek için abartılı. Onlar katılımcılara çıktı gibi uyaranların (b, d) Fotoğraf. , bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız.

Şekil 3,
Rakam3. İleri Hand Path Yörünge Analizi. (AC) Ortalama yörüngeleri ters perspektif veridical (yeşil REV-VER), ters perspektif yanılsamalı (REV-iLLu için yörünge her noktası için güven aralıkları (renkli tüpleri) ile beyaz çizilen mavi), ve doğru-perspektifte (hedefe yönelik, amaçlanan ileri hareket için kırmızı) koşullarında UYGUN. (Df) koşullarının ikili karşılaştırmaları için Lambda değerleri tam yolu yüzdesine göre. Wilk'in Lambda Testi, kullanırken , Sıfır hipotezi reddedilir. kesikli çizgi ile verilmiştir. (D) REV aydınlatacak vs REV-VER ve (e) REV-VER vs UYGUN karşılaştırmalar, (F) REV-ILLU genel UYGUN 0,5 Karşılaştırma için, Bu nedenle koşullar arasında el yol yörüngeleri anlamlı bir farklılık yoktur. , bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız.

Şekil 4,
Şekil 4. Retraction Hand Path Yörünge Analizi. (Ac) ters perspektif veridical (yeşil REV-VER) için yörünge her noktası için güven aralıkları (renkli tüpleri) ile beyaz çizilen ortalama yörüngeleri, ters perspektif yanılsamalı (REV- mavi ILLU), veelin kendiliğinden, otomatik geri çekilme için uygun-perspektif (kırmızı PROPER) şartları. (Df) koşullarının ikili karşılaştırmaları için Lambda değerleri tam yolu yüzdesine göre. Wilk'in Lambda Testi, kullanırken , Sıfır hipotezi reddedilir. kesikli çizgi ile verilmiştir. (D) REV aydınlatacak vs REV-VER ve (e) REV-VER vs UYGUN karşılaştırmalar, , El yol yörüngeleri arasında anlamlı bir farklılık göstermektedir. (F) REV-ILLU vs UYGUN Karşılaştırma için, , Iklimlendirme arasında bu nedenle el yolu yörüngeleriiyonlar anlamlı bir farklılık yoktur. , bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız.

Şekil 5,
Şekil 5. El Yön. (A) el ünitesi yaklaşım vektörü başparmak üzerinde bulunan sensörler, dizin ve bilek pozisyonlara göre tanımlanır. (B) Birimi (kesik) uygun perspektifli (üst) için hedef yüzeye normal vektörleri ve ters bakış açısı (orta ve alt) uyaranlara. Hayali algı (alt panel, noktalı çizgiler) altında, bu vektör, fiziksel birim vektör (orta) göre hemen hemen dik olarak algılanmaktadır. (C) El yaklaşımı vektörleri (REV-VER (yeşil), REV-iLLu (mavi), ve ÖZELLİK (kırmızı) denemeleri için çizilen , bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Bizim yöntemleri deneysel görevi ile ilgili olarak hareketin açılımı tamamını analiz ederek algı-eylem modellerinin geçerliliğini test etmek için bir platform sağlar. Paradigma bu araştırma alanı genişletmek için görsel uyaranlara diğer tür test etmek için modifiye edilebilir. Örneğin, diğer 3D DIIs yukarıdan aşağıya ve aşağıdan yukarıya süreçler arasındaki etkileşimleri çeşitli uyaranlara çevirmek nasıl görmek için cihaz üzerinde test edilebilir. Yöntemleri de algı ve eylem süreçlerinde tedirginlikler olabilir klinik popülasyonları test etmek için uygun olabilir. Ayrıca bizim çalışmamızda kullanılan hareket yakalama sistemi en iyi deneysel görevi uygun kayıt cihazları diğer türleri ile değiştirilebilir. Diğer uygulamalar için bu yöntemlerin olası genelleme nedenle insan davranış araştırma ilerlemesi önemli değere sahiptir.

Ancak, herhangi bir tekniği ile olduğu gibi, mevcut paradigma kendi sınırlamaları vardır. Çünkü hap kaldırmatik geribildirim ve ışıkları kapatarak ve uyarıcı çekilerek tarafından çevrimiçi görsel kontrolü, mevcut çalışma hareketinin yürütülmesi ile birlikte göz hareketleri eşzamanlı kayıt için izin vermez. Göz hareketleri katılımcılar bir yukarıdan aşağıya veya aşağıdan yukarıya stratejisini 25 istihdam referans bir allocentric veya benmerkezci çerçeve kullanabilirsiniz olup olmadığını belirlemenize yardımcı olabilir. Mevcut tasarım bu ek tedbir uygulama yeteneğine sahip değildir, çünkü sadece vücudun kinematik işlevini yakalamak için kısıtlı. Dokunsal geribildirim ve çevrimiçi görsel denetimi kaldırmak için alternatif stratejiler göz hareketi önlemleri yakalamak için aranan olabilir.

Bu darbeye yanı sıra, deneysel tasarım mevcut yöntemlere göre bazı avantajları vardır. Geçmiş çalışmalar kasıtlı, hedef-yön eylem ve uç nokta veri odaklı beri, araştırmacılar olmayan talimat, otomatik geri çekilme etkilerin gözden kaçan ve gerçek unfoldi içindedinlenmeye başlangıcından itibaren hareketin ng. Burada sunulan protokol farklı algısal durumlar altında duyusal-motor davranışlarının daha iyi anlaşılmasını oluşturmanıza yardımcı dikkate hareketin kasıtlı ve otomatik formları hem de alır. Diğer stratejilerin aksine, bu paradigma visuomotor döngünün tam bir anlayış kazanmak için hem mekansal ve zamansal etkileri üzerinde duruluyor. Katılımcıya kadar yakın kalarak yapılandırma veridical ve hayali devletler altında algılanan yüzey yönde yaklaşık 90 ° farklılıkları oluşturur Üstelik, bu deneyde kullanılan reverspective uyaranın gücü geçmişte (örneğin içi boş-yüz yanılsama) kullanılan diğer DIIs koz o / o ile etkileşim için. Bu maksimal fark duyusal-motor davranışları üzerinde yukarıdan aşağıya süreçlerin rolünün belirsizliği azaltmak yardımcı olur.

Duyusal-motor süreçleri yukarıdan aşağıya etkilerin çalışma normatif sistemde, aynı zamanda Clin sadece önemli olduğundanical nüfus, bu paradigma bunları incelemek için yararlı bir araç olarak kanıtlamak olabilir. Bu protokolün gelecekteki uygulamalar Şizofreni (SZ) gibi patolojilerin çalışmayı terzilik içerebilir. Belli bir SZ sergi ile hastaların yukarıdan aşağıya işleyen bir azalma ve subpopülasyonu ve algısal organizasyon 26-28 bilinen sorunlar olduğu bilinmektedir. Böylece, bu motorun etki alanına çevirir nasıl anlamak SZ için daha iyi tanı araçları ve tedaviler geliştirmek için bilgimizi olabilir.

Bu protokol dikkatle bir katılımcı birden percepts üreten bir uyaran bir hedefe ulaşmak istenir özellikle zaman, duyusal-motor davranışları üzerinde yukarıdan aşağıya süreçlerin rolünü araştırmak için tasarlanmıştır. Bu protokol kapsamında kritik adımlar uyaranların seçimi ve geri dinlenme durumuna hareketin başlamasından itibaren hareket yakalama yüksek çözünürlükte bulunmaktadır. Ayrıca, güçlü bir istatistiksel analizler aydınlatmak yardımcı olsun veya olmasınhayali duyum motorlu stratejilerini etkiler. Bu deneysel tasarım doğal amaçlanan ve kendiliğinden motor davranışların yüksek çözünürlüklü kayıt için izin verir, çünkü, gelişmiş analitik platformu, uzun zamandır tartışılan edilmiştir algı-eylem modellerinde mevcut sorunların ortaya çıkmasına yardımcı olabilir. Temsilci Konu VT için ön sonuçları bu potansiyeli göstermektedir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar herhangi bir mali çıkarlarını beyan.

Acknowledgments

Yazarlar ilk tasarım aşamasında yardım için bu çalışmada çalışma katılımcıları, Polina Yanovich, Joshua Dobiáš ve Robert W. Isenhower yardım için Vizyon Araştırma ve Duyusal-Motor Entegrasyon Laboratuvarı Laboratuvarı üyelerine de teşekkür ve Tom olur uyaran binada yaptığı yardım için Grace. Bu çalışma aşağıdaki kaynaklardan tarafından desteklenen: NSF Yüksek Lisans Araştırma Bursu Programı: Ödül # DGE-0937373, NSF CyberEnabled Keşif ve İnovasyon Tip I (Fikir): # 094158 Grant ve Rutgers-UMDNJ NIH Biyoteknoloji Eğitim Programı: Grant # 5T32GM008339-22.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Laboratory bench
Slidable Track with Retractable Spring built in-house
Retractable Spring
Adjustable Lamps
Switch Box
Circuit Board
Arduino Smart Projects, Italy
MATLAB The MathWorks Inc., Natick, MA, USA
Randot-dot Stereo Test
Reverse-Perspective Stimulus built in-house
Proper-Perspective Stimulus built in-house
Training Stimuli built in-house
Polhemus Motion Capture System Liberty, Colchester, VT, USA
The Motion Monitor Motion-Tracking Software Innovative Sports Training, Inc., Chicago, IL
Sport Sweatbands
De-Focusing Lens

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Schneider, G. E. Two visual systems. Science. 163, 895-902 (1969).
  2. Ingle, D., Goodale, M. A., Mansfield, R. J. W. Analysis of visual behavior. MIT Press. (1982).
  3. Goodale, M. A., Milner, A. D. Separate visual pathways for perception and action. Trends Neurosci. 15, 20-25 (1992).
  4. James, T. W., Culham, J., Humphrey, G. K., Milner, A. D., Goodale, M. A. Ventral occipital lesions impair object recognition but not object-directed grasping: an fMRI study. Brain. 126, 2463-2475 (2003).
  5. Pisella, L., Binkofski, F., Lasek, K., Toni, I., Rossetti, Y. No double-dissociation between optic ataxia and visual agnosia: multiple sub-streams for multiple visuo-manual integrations. Neuropsychologia. 44, 2734-2748 (2006).
  6. Westwood, D. A., Goodale, M. A. Perceptual illusion and the real-time control of action. Spat. Vis. 16, 243-254 (2003).
  7. Schenk, T. Visuomotor robustness is based on integration not segregation. Vis. Res. 50, 2627-2632 (2010).
  8. Schenk, T. No dissociation between perception and action in patient DF when haptic feedback is withdrawn. J. Neurosci. 32, 2013-2017 (2012).
  9. Gegenfurtner, K., Henriques, D., Krauzlis, R. Recent advances in perception and action. Vis. Res. 51, 801-803 (2011).
  10. Binkofski, F., Buxbaum, L. J. Two action systems in the human brain. Brain Lang. (2012).
  11. Aglioti, S., DeSouza, J. F., Goodale, M. A. Size-contrast illusions deceive the eye but not the hand. Curr. Biol. 5, 679-685 (1995).
  12. Franz, V. H., Gegenfurtner, K. R., Bulthoff, H. H., Fahle, M. Grasping visual illusions: no evidence for a dissociation between perception and action. Psychol. Sci. 11, 20-25 (2000).
  13. Gilster, R., Kuhtz-Buschbeck, J. P., Wiesner, C. D., Ferstl, R. Grasp effects of the Ebbinghaus illusion are ambiguous. Exp. Brain Res. 171, 416-420 (2006).
  14. Papathomas, T. V. Art pieces that 'move' in our minds – an explanation of illusory motion based on depth reversal. Spatial Vis. 21, 79-95 (2007).
  15. Papathomas, T. V., Bono, L. M. Experiments with a hollow mask and a reverspective: top-down influences in the inversion effect for 3-D stimuli. Perception. 33, 1129-1138 (2004).
  16. Hill, H., Johnston, A. The hollow-face illusion: object-specific knowledge, general assumptions or properties of the stimulus. Perception. 36, 199-223 (2007).
  17. Hartung, B., Schrater, P. R., Bulthoff, H. H., Kersten, D., Franz, V. H. Is prior knowledge of object geometry used in visually guided reaching. J. Vis. 5, 504-514 (2005).
  18. Kroliczak, G., Heard, P., Goodale, M. A., Gregory, R. L. Dissociation of perception and action unmasked by the hollow-face illusion. Brain Res. 1080, 9-16 (2006).
  19. Torres, E. B. Two classes of movements in motor control. Exp. Brain Res. 215, 269-283 (2011).
  20. Torres, E. B. Signatures of movement variability anticipate hand speed according to levels of intent. Behav. Brain Func. 9. 10, 10 (2013).
  21. Torres, E. B., Heilman, K. M., Poizner, H. Impaired endogenously evoked automated reaching in Parkinson's disease. J. Neurosci. 31, 17848-17863 (2011).
  22. Rencher, A. C. Methods of multivariate analysis. 2nd edn, J. Wiley. (2002).
  23. Torres, E. B., Zipser, D. Simultaneous control of hand displacements and rotations in orientation-matching experiments. J. Appl. Physiol. 96, 1978-1987 (2004).
  24. Yanovich, P., Isenhower, R. W., Sage, J., Torres, E. B. Spatial-orientation priming impedes rather than facilitates the spontaneous control of hand-retraction speeds in patients with Parkinson's disease. PLoS ONE. 8, 1-19 (2013).
  25. Prime, S. L., Marotta, J. J. Gaze strategies during visually-guided versus memory-guided grasping. Exp. Brain Res. 225, 291-305 (2013).
  26. Schneider, U., et al. Reduced binocular depth inversion in schizophrenic patients. Schizophrenia Res. 53, 101-108 (2000).
  27. Dima, D., Dillo, W., Bonnemann, C., Emrich, H. M., Dietrich, D. E. Reduced P300 and P600 amplitude in the hollow-mask illusion in patients with schizophrenia. Psychiatry Res. 191, 145-151 (2011).
  28. Butler, P. D., Silverstein, S. M., Dakin, S. C. Visual perception and its impairment in schizophrenia. Biol. Psychiatry. 64, 40-47 (2008).
Motor Davranış Top-down Görsel Süreçlerin Etkisi keşfedin Yöntemleri
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Nguyen, J., Papathomas, T. V., Ravaliya, J. H., Torres, E. B. Methods to Explore the Influence of Top-down Visual Processes on Motor Behavior. J. Vis. Exp. (86), e51422, doi:10.3791/51422 (2014).More

Nguyen, J., Papathomas, T. V., Ravaliya, J. H., Torres, E. B. Methods to Explore the Influence of Top-down Visual Processes on Motor Behavior. J. Vis. Exp. (86), e51422, doi:10.3791/51422 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter