Her beskriver vi virtuell hånd og virtuelle ansikt illusjon paradigmer som kan brukes til å studere kroppsrelaterte selvoppfatning / -representation. De har allerede blitt brukt i ulike studier for å vise at, under visse betingelser, kan en virtuell hånd eller ansikt innlemmes i ens kropp representasjon, noe som tyder på at kroppens representasjoner er ganske fleksibel.
Studier som undersøker hvordan mennesker representerer seg selv og sin egen kropp ofte bruker varianter av "eierskap illusjoner", som den tradisjonelle gummi hånd illusjon eller flere nylig oppdaget enfacement illusjon. Men disse eksemplene krever heller kunstige forsøksoppsett, der den kunstige effektor trenger å bli klappet synkront med deltakernes ekte hånd eller ansikt-en situasjon der deltakerne ikke har kontroll over stryke eller bevegelsene til ekte eller kunstig effektor . Her beskriver vi en teknikk for å etablere eierskap illusjoner i et oppsett som er mer realistisk, mer intuitiv, og antagelig høyere økologisk validitet. Den lar skape en virtuell hånd illusjon av at deltakerne kontrollere bevegelsene til en virtuell hånd som presenteres på en skjerm eller i virtuelle rom foran dem. Hvis den virtuelle hånden beveger seg synkront med deltakernes egen fast hånd, har de en tendens til å oppfatte than virtuell hånd som en del av sin egen kropp. Teknikken skaper også den virtuelle ansikt illusjon av at deltakerne kontrollere bevegelsene til en virtuell ansikt foran dem, igjen med den virkning at de har en tendens til å oppfatte ansiktet som sine egne hvis den beveger seg synkront med sitt virkelige ansikt. Studerer omstendighetene som illusjoner av denne typen kan opprettes, økt eller redusert gir viktig informasjon om hvordan mennesker skaper og opprettholde representasjoner av seg selv.
Ifølge vestlig filosofi, det menneskelige selvet består av to aspekter 1: For en, oppfatter vi vår egen kropp og våre aktiviteter i her og nå, noe som skaper en fenomenal selvrepresentasjon (ofte kalt minimal selv). For en annen, skaper vi mer varige representasjoner av oss selv ved å lagre informasjon om vår personlige historie, integrere ny informasjon i det voksende selvbilde, og presentere oss til vårt sosiale miljø tilsvarende, som beløper seg til etableringen av et såkalt narrativ selv. Den minimale eller fenomenale selv har blitt hevdet å komme fra to kilder til informasjon. En er top-down informasjon om mer langvarige aspekter av vår kropp, for eksempel informasjon om effekt vi eier eller formen på ansiktet vårt. Den andre er bottom-up informasjon fra selvoppfatning i dagens situasjon.
Undersøkelser av sistnevnte ble strongly inspirert av en smart studie av Botvinick og Cohen to. Disse forfatterne present menneskelige deltakere med en gummi hånd lå foran dem, i nærheten av en av sine virkelige hender, som imidlertid ble skjult. Når den virkelige hånden og gummi hånden ble strøket synkront, så å lage intermodal synkron inngang, deltakerne hadde en tendens til å oppfatte gummi hånd som en del av sin egen kropp-gummi-hånd illusjon. Videre studier viste at opplevd eierskap gikk så langt at deltakerne skulle begynne å svette og prøver å trekke sine ekte hånd når gummi hånden ble angrepet av en kniv eller på annen måte være "vondt" 3.
Mens Botvinick og Cohen har tolket sine funn å vise at selvoppfatning oppstår fra behandlingen av bottom-up informasjon, har andre forfattere hevdet at gummi-hånd illusjon resultater fra samspillet mellom intermodale Synkony av input, en bottom-up kilde til informasjon, og lagret representasjoner av ens egne hender, en top-down kilde til informasjon fire. Tanken er at stimulus synkronisering skaper et inntrykk av at den virkelige og gummi hånd er en og samme ting, og gitt at gummi hånd ser ut som en ekte hånd, dette inntrykket anses virkeligheten.
Senere forskning ved Kalckert og Ehrsson 5 lagt til en visuo-motor komponent til gummi hånd paradigmet, som gjør det mulig for etterforskningen av begge oppfattet eierskap (inntrykk av at den kunstige effektor tilhører ens egen kropp) og opplevd byrået (inntrykk av at man er produsere observerte bevegelser seg selv). Deltakerne var i stand til å bevege pekefingeren av gummi hånden opp og ned ved å flytte sin egen pekefinger, og synkronisering mellom reelle og gummi håndfingerbevegelser, modus for bevegelse (passiv vs aktiv modus), og positioning av gummi hånd (urimelig vs. congruous med hensyn til deltakerens hånd) ble manipulert. Funnene ble tatt for å gi støtte til ideen om at etaten og eierskap er funksjonelt distinkte kognitive fenomener: mens synkronisering av bevegelsen avskaffet både eierskap og byrå, modus for bevegelse bare påvirket byrå, og kongruens av gummihåndstilling hatt en effekt på eierskap bare. De to sistnevnte resultatet ble gjenskapt i en oppfølgingsstudie hvor avstanden mellom ekte og gummi hånd i vertikalplanet varieres 6: eierskap for gummi hånd redusert som sin posisjon stadig mer særpregede deltakerens ekte hånd. Men etaten ble ikke påvirket av misplacements av gummi hånd i alle forhold.
Men nyere forskning ved hjelp av virtuell virkelighet teknikker, som gir deltakeren med aktiv kontroll over den kunstige effektor, tyder på at rollen til top-downdel og skillet mellom eierskap og etaten kan ha blitt overvurdert 7, 8. Disse teknikkene har erstattet gummi hånd av en virtuell hånd presentert for deltakerne på en skjerm foran dem eller ved hjelp av virtual-reality briller 9. Deltakerne vanligvis bære en dataglove som overs bevegelsene deltakernes virkelige hånd i bevegelsene den virtuelle hånden, enten synkront eller asynkront (f.eks med en merkbar forsinkelse). I likhet med gummi-hånd illusjon, øker simultanoversettelsesutstyr sterkt deltakerens inntrykk av at den virtuelle hånden blir en del av hans eller hennes egen kropp 10.
Anvendelse av virtuell virkelighet-teknikker for å lage det gummi hånd illusjon har flere fordeler i forhold til både det tradisjonelle gummi hånd paradigmet og kombinasjonen av det gummi hånd paradigme med den visuo-motor komponenter;ts 11. Flytte en hånd og se en effektor flytte synkront med det skaper en mye mer naturlig situasjon enn overfor en gummi hånd og blir strøket av en eksperimentator. Dessuten gir den virtuelle manipulasjon eksperimentator med mye mer eksperimentell fleksibilitet og mye mer kontroll over perseptuelle forhold mellom oppfatte og flytting ens virkelige hånd og en oppfatning av hendelsen skapt av kunstig effektor. Spesielt ved bruk av virtuelle teknikker letter manipulering av forhold som er egnet til å påvirke oppfattet eierskap og byrå. For eksempel kan formen på den virtuelle hånden endres mye enklere og raskere enn i form av en gummi hånd, og bevegelsene til den virtuelle hånd kan være av en hvilken som helst form og eksempelvis være biologisk umulige bevegelser. Blant annet muliggjør dette å utforske grensene for illusjonen, som den kunstige effektorfunksjonen ikke behøver å se ut som en hånd, men kan være fortrengted av en hvilken som helst form for statisk eller dynamisk hendelse. Av både praktisk og teoretisk interesse, er en virtuell effektor uten tvil mye mer oppslukende og føles mye mer ekte enn en gummi hånd, noe som sannsynligvis vil redusere behovet for å påkalle top-down tolkninger å forstå dagens situasjon.
Eierskap illusjoner har imidlertid ikke vært begrenset til hender. TSAKIRIS 12 var den første til å bruke stryke teknikk for å skape inntrykk av deltakerne som en statisk ansikt i et bilde presenteres foran dem er deres egen. Sforza et al. 13 har også funnet bevis for dette fenomenet, som de refererer som enfacement: Deltakerne innlemmet ansiktstrekk av en partner når deres egen og partnerens ansikt ble berørt synkront. Den nevrale mekanismen som ligger bak enfacement illusjonen har nylig blitt undersøkt av ulike forskere; for en omfattende kommentar og interpretation av funnene se Bufalari et al. 14. Vi har nylig slått fast enfacement illusjonen design i en virtuell-virkelighet versjon (den virtuelle ansikt illusjon), der deltakerne er å kontrollere bevegelsene til en virtuell ansikt foran dem ved å flytte sitt eget hode 15.
Her beskriver vi to eksperimenter som brukte den virtuelle hånd illusjon 7 og den virtuelle ansikt illusjon 15 paradigmer, henholdsvis for å undersøke selvrepresentasjon. Den virtuelle hånd eksperiment inkluderte tre, helt krysset eksperimentelle faktorer: (a) synkronisering mellom (filt) real-hånd og (sett) virtual-effektor bevegelser, som var enten nær null å indusere eierskap og byrå eller tre sekunder som et kontroll tilstand; (B) fremstillingen av den virtuelle effektor, som så enten som en menneskehånd, eller som et rektangel (så å teste effekten av sann virtuelle effEctor likheten på eierskap illusjon); og (c) muligheten til å kontrollere virkemåten av den virtuelle effektor, som enten var ikke-eksisterende i en passiv tilstand eller direkte i en aktiv tilstand. Den virtuelle ansikt eksperiment inkluderte to, helt kryssede eksperimentelle faktorer: (a) synkronisering mellom real-ansikt og virtuelle ansikt bevegelser, som var enten nær null å indusere eierskap og byrå eller tre sekunder som en kontroll tilstand; og (b) ansiktsuttrykk av den virtuelle ansiktet, som var enten nøytral eller viser et smil, for å teste om positive stemningen vil løfte stemningen for deltakeren og forbedre sine prestasjoner i en stemning sensitive kreativitet oppgave.
I denne artikkelen har vi beskrevet to detaljerte protokoller for de virtuelle hånd og virtuelle ansikt illusjon paradigmer, der vår virtuelle ansikt studien var den første til å gjenskape den tradisjonelle stryke-indusert ansikt-eierskap illusjon i virtuell virkelighet, sammen med representative resultater fra de to paradigmer.
De betydelige synkronitet effekter tyder på at vi lyktes i å få illusorisk eierskap for den virtuelle hånden og den virtuelle ansiktet, ligner mer tradisjonelle illusjon paradigmer. Å kunne reprodusere disse effektene ved hjelp av virtuell virkelighet teknikker har betydelige fordeler 11, 24. Virtual-reality teknikker frigjør eksperimentator fra heller kunstig og interruptive stryke prosedyre og åpner nye muligheter for eksperimentelle manipulasjoner. For eksempel, morphing virtuelle effektorer tillatt oss å systematisk manipulere effekten av appeaforsikring av den virtuelle hånden og likheten mellom den virtuelle og deltakerens ekte hånd, eller ansiktsuttrykk av den virtuelle ansiktet. Virkningen av byrå kan også bli systematisk undersøkt ved å variere graden (f.eks Immediacy) som deltakerne kan styre bevegelsene av kunstig effektor.
En annen lovende avenue for fremtidig virtuell virkelighet forskning er første person perspektiv (1PP) virtual reality opplevelser. 1PP opplevelser kan skape en enorm følelse av innlevelse og følelse av tilstedeværelse, på en helt annen skala enn en tredje person perspektiv virtuell virkelighet erfaring 25, 26, 27, 28. I 1PP opplever kan man virkelig føler at man er avataren, er at man bokstavelig talt kroppslig avataren. Dette åpner muligheter for alle typer manipulasjoner som demonterer deler av en persons kropp 28, elongating 29, rescaling kroppsdeler 30, eller endre en persons hudfarge 31, 32.
Som nåværende og mange andre funn viser, kontrollere virtuelle hendelser i en synkron måte øker sterkt oppfatningen av disse hendelsene som tilhører ens egen kropp. For eksempel våre funn fra hånden studien tyder på at umiddelbar kontroll er et viktig stikkord for å skille mellom egenproduserte og andre produserte hendelser (dvs. personlig byrå) og mellom selvrelaterte og andre relaterte hendelser (dvs. kroppen eierskap) . Funnene som presenteres her og andre steder tyder på at bottom-up informasjon spiller en avgjørende rolle i fremveksten av fenomenale selvrepresentasjon, selv for kroppsdeler som ikke er så identitetsmessige som ens egen kropp del 4.
jove_content "> Den mest kritiske delen av de beskrevne protokoller er induksjon prosess, som introduserer sammenhenger mellom visuell, taktil og motor (dvs. proprioseptiv) opplysnings disse sammenhengene gjør at kognitive system for å utlede eierskap og byrå. Ettersom disse sammenhengene stole på relativ timing av de respektive hendelser, for eksempel forsinkelsen mellom deltakernes egne bevegelser og bevegelsene til den kunstige effektor, er det viktig å holde behandlingsforsinkelser (spesielt med hensyn til oversettelse av data fra dataglove til bevegelse av den virtuelle effektor på skjermen) til et minimum. med vårt eksperiment setup den maksimale tidsforsinkelsen er rundt 40 ms, som er knapt merkbar, og ikke hemme oppfatning av kausalitet og byrå. Shimada, Fukuda, og Hiraki 33 har antydet at den kritiske tidsvinduet for forekomst av multisensorisk integrasjonsprosesser som utgjør det selv legemet representasjon er 300 ms,noe som betyr at lengre forsinkelser er sannsynlig å redusere oppfattelsen av kontroll over virtuelle arrangementer.Et annet viktig aspekt av protokollen er stramt eksperimentell kontroll over deltakerens hånd eller ansikt bevegelser, avhengig av paradigmet. Under induksjon, aktive bevegelser av de respektive faktor er viktig, da de nødvendige intersensory korrelasjoner er avhengige av aktive unders bevegelser på siden av deltakeren. Det er derfor viktig å oppfordre deltakerne til å bevege seg ofte, og å drive aktiv leting. I andre faser av forsøket, kan bevegelser påvirke målingen men. For eksempel, i den virtuelle hånd illusjon paradigmet, beveger den venstre hånd (for SCR ble innspilt) er egnet til å gjøre målinger av SCR nivå støyende og upålitelig.
En begrensning av den virtuelle hånd illusjon paradigmet teknikken er at, av praktiske grunner, deltakerne vanligvis bære en dataglove og orientering trAcker under hele forsøket (så å minimere distraksjon). Dette kan ikke være behagelig, noe som igjen kan påvirke humøret eller motivasjon for deltakeren. En mulig løsning på det problemet ville være bruk av lettere utstyr eller skreddersydde wearables. En annen begrensning av vår nåværende virtuelle ansikt illusjon paradigmet teknikk er at utstyret bare registrerer hodebevegelser, men ingen endringer i ansiktsuttrykk. Slik at deltakerne kan kontrollere ansiktsuttrykk av et virtuelt ansikt er sannsynlig å bidra til eier illusjoner, men dette vil kreve maskinvare og programvare som gir pålitelig deteksjon og kategorisering av ansiktsuttrykk hos mennesker-som vi ennå ikke har tilgjengelig i vår lab. Bruk av for eksempel sanntid (ansikts) motion capture verktøy vil være til stor nytte i å overvinne disse begrensningene og ville tillate oss å øke følelsen av byrå og eierskap av avatarer betydelig høyere nivåer.
Som foreslått avfunnene fra vår undersøkelse 8, folk vurdere ulike informasjonskilder og oppdatere sin kropp representasjon kontinuerlig. De synes å bruke bottom-up informasjon og top-down informasjon i en kompensatorisk måte, i den forstand at en kilde til informasjon spiller en sterkere rolle i fravær av andre-lik det som har vært antatt for følelsen av byrået 34. Dette gir interessante muligheter for framtidig forskning, slik det for eksempel antyder at eierskapet kan oppfattes selv for kunstige effektorer i ubekvemme stillinger, gitt en tilstrekkelig grad av overflate likhet, eller vice versa (dvs. hvis den kunstige effektor perfekt på linje med den virkelige effektor men skiller seg fra det i form av overflatetrekk). De tilgjengelige Funnene tyder også på at grensene mellom seg selv og andre er ganske plast, slik at funksjonene til en annen person eller agent kan oppfattes som en funksjon av seg selv, forutsatt en viss grad av synchrony mellom ens egen oppførsel og den til den andre 35, 36.
The authors have nothing to disclose.
This work was funded by the Chinese Scholarship Council (CSC) to K. M., and an infrastructure grant of the Netherlands Research Organization (NWO) to B. H.
Vizard (Software controlling the virtual reality environment) | Worldviz | Vizard allows importing hand models and integrating the hand, dataglove and orientation tracker modules through self-written command scripts. These scripts can be run to control the presentation of the virtual hand in the virtual environment, the appearance of the hand and the way it moves; they also control vibrator activities. | |
Cybertouch (Dataglove) | CyberGlove Systems | Cybertouch | Participants wear this dataglove to control the movements of the virtual hand in the virtual environment. Measurement frequency = 100 Hz; Vibrator vibrational frequency = 0-125 Hz. |
Intersense (Orientation tracker) | Thales | InertiaCube3 | Participants wear the Intersense tracker to permit monitoring the orientation of their real hand (data that the used dataglove does not provide). Update rate = 180 Hz. |
Biopac system (Physiological measurement device) | Biopac | MP100 | The hardware to record skin conductance response. |
Acquisition unit (Physiological measurement device) | Biopac | BN-PPGED | The hardware to record skin conductance response. |
Remote transmitter (Physiological measurement device) | Biopac | BN-PPGED-T | Participants wear the remote transmitter on their left hand wrist; it sends signals to the Biopac acqusition unit. |
Electrode (Physiological measurement device) | Biopac | EL507 | Participants wear the electrode on their fingers; it picks up skin conductance signals. |
AcqKnowledge (Software controlling acquisition of physiological data) | Biopac | ACK100W, ACK100M | The software to record skin conductance responses. |
Box | Custom-made | Participants put their right hand into the box | |
Computer | Any standard PC + Screen (could be replaced by VR glasses/devive) | Necessary to present the virtual reality environment, including the virtual hand. | |
Cape | Custom-made | Participants wear this cape on their right shoulder so they cannot see their right hand and arm. | |
Kinect (Head position tracker) | Microsoft | Kinect tracks the X-Y position of the participant's head. Recording frame rate = 30 Hz. | |
FAAST (Head position tracker software) | MXR | FAAST 1.0 | Software controls Kinect and is used to track the position of the participant's head. |
Intersense (Head orientation tracker) | Thales | InertiaCube3 | Intersense tracks rotational orientation changes of the participant's head. Update rate = 180 Hz. |
Facegen (Face-model generator software) | Singular Inversions | FaceGen Modeller | Facegen allows creating various virtual faces by varying various parameters, such as male/female-ness or skin color. |
Cap | Any cap, e.g., baseball cap | The cap carries the Intersense orientation tracker. | |
Computer | Any standard PC + Screen | Necessary to present the virtual reality environment, including the virtual head. |