Методы Изучить влияние сверху вниз визуальных процессов на автосалоне поведения

Summary

Непонятно, как сверху вниз сигналы от брюшной визуального потока влияет движение. Мы разработали парадигму для проверки поведения двигателя к цели на 3D-инверсии глубина иллюзии. Значительные различия представлены в обоих преднамеренных, целенаправленных движений и автоматических действий под иллюзорных и правдивом условиях просмотра.

Abstract

Кинестетическая осознание важно успешно ориентироваться в окружающей среде. Когда мы взаимодействуем с нашей повседневной обстановке, некоторые аспекты движения сознательно запланировано, а другие спонтанно возникать ниже сознания. Умышленное компонентом этой дихотомии широко изучалась в нескольких контекстах, в то время как спонтанное компонент остается изучить под-многом. Кроме того, как перцептивных процессов модулировать эти классы движения до сих пор неясно. В частности, обсуждается в настоящее время вопрос, является ли система visuomotor регулируется пространственной восприятием производимого визуального иллюзии или это не зависит от иллюзии и регулируется вместо по правдивом восприятием. Бистабильные перцепты такие как 3D-инверсии глубина иллюзий (ДИМИ) предоставит прекрасную контекст для изучения таких взаимодействий и баланс, особенно при использовании в сочетании с выдвижения для восприятия движений. В этом исследовании, методология разработана, который использует DII и экспезать роль процессов сверху вниз на двигательных действий, в частности, изучение того, как достигает к цели на DII страдают в обоих преднамеренных и спонтанных доменов движения.

Introduction

Видение-для-восприятия против Видение-для-действий

Для того чтобы успешно ориентироваться в окружающей среде, информация от зрительной системы используется для помощи в координации движения человека. Как выбирается визуальной информации и приоритеты влиять двигательным действиям, остается неясным. Два основных анатомических прогнозы возникают из первичной зрительной коры, чтобы сформировать брюшного ("что", или "видение для восприятия") путь, распространяется на височную область и спинной ("где", или "видение действий") путь , в теменной доле ^1-2. Брюшной поток вовлечены в использование визуальной информации для восприятия процессов, таких как распознавания и идентификации объектов, в то время как поток спинной, как полагают, исключительно обрабатывать сигналы для действий руководства и пространственной осведомленности. Вопрос, заданный является ли или не сверху вниз процессы от брюшной потоке формы, как, в котором движения выполняются.

ЕAmous тематическое исследование пациентов DF, оценивается Goodale и Милнер в 1992 году, предоставили убедительные доказательства, и поддержку визуального двух потоков гипотезы, которая утверждает, что брюшной и спинной процессы поток отделимы для восприятия и действия ^3. В теории, снизу вверх сигналы параллакса движения и бинокулярного несоответствия можно переопределить сверху вниз восприятия информация, такая как предварительного знания и знакомство с тем, чтобы точно направлять наши действия, предполагая, что планирование двигателя невосприимчив к вентральной контроля потока. DF, кто пострадал от визуальной форме агнозии, вызванной двусторонним брюшных поражениях затылочных, сохранил точную способность рукоятки, к объектам, которые она имела трудности с распознаванием, поддерживая предпосылки визуального двух потоков гипотезы ^3-4. Из-за тематических исследований, как DF, предполагалось, что функционал брюшной спинной поток дихотомия также существовали в здоровых, непатологических лиц. Тем не менее, действительно ли эти данные предоставить доказательства абсолютнойлютня разделение труда для восприятия и действия в neurotypical населения была горячо обсуждается на протяжении последних двадцати лет ^5-10.

Использование иллюзий отделить восприятия и действия

Чтобы проверить визуально двух потоков гипотезу в neurotypical субъектов, исследователи используют визуальные иллюзии, чтобы исследовать, как перекос восприятия суждения окружающей среды влияют на наши двигательным действиям. Ebbinghaus / Титченер Иллюзия, например, использует целевой диск, окруженный небольших дисков, которые, как представляется, больше, чем другой диск такого же размера, окруженный большим кругом; это связано с эффектом размер контрастности ^11. Когда участники достигают понять целевой диск, если два-потоки гипотеза верна, то сцепление апертура стороны захвата в цель диска не повлияет иллюзии, в результате чего участник действовать от истинной геометрии целевой диск а не полагаться на неправильной восприятия размера EstimАтеш. Aglioti др.. на самом деле доклад такое поведение, рассуждения, что отдельные визуальные процессы регулируют квалифицированных действий и сознательное восприятие ^11. С другой стороны, другие группы оспорили эти результаты, не находя диссоциации между восприятием и действием процессов, когда тщательно контролируя совмещение восприятия и цепких задач, предлагая интеграцию визуальной информации потока, а не разделения ^12. Несмотря на несколько последующих исследований, проведенных для проверки или опровергнуть визуальные двух потоков гипотезу с помощью Illusion Ebbinghaus, существуют конкурирующие улики в поддержку обеих сторон аргумента ^13.

Для дальнейшего изучения влияния визуального восприятия на процессы действий, 3D инверсии глубина иллюзии (DII) также были использованы. ДИМИ производить иллюзорное движение и воспринимается глубина разворот сцен, в которых физически вогнутые углы воспринимается как выпуклые и наоборот ^14. The HollowЛицо Иллюзия пример DII, который генерирует восприятие нормальной, выпуклой поверхности хотя стимулом физически вогнутая, вовлекая роль нисходящих влияний, таких как предварительных знаний и выпуклости предвзятости выпытать иллюзорную Percept ^15-16. Несмотря на усилия по характеризуют поведение двигателя в достижении целевых показателей, на Hollow Face Иллюзии, свидетельство остается двусмысленным: одно исследование сообщает влияние на выходе ¹⁷ двигателя, а другой не ^18. Эти исследования опираются на сравнении восприятия оценки глубины до конечной точки расстояния расчеты руки по отношению к целям, расположенным на Hollow Face Иллюзии. Противоречивые результаты по действиям, совершенным на этом типе стимулов может быть результатом изменений в методах, используемых исследователями. Потому что то, каким образом используется вентральной и дорсальной поток информации еще до обсуждения, эта полемика искры необходимость более надежной стимула с дополнительными расширенными мерами двигателя behavioр.

Именно поэтому была разработана методика с использованием обратного перспективные стимулы, как правило, называют "reverspectives", которые образуют другой класс ДИМИ ^14. Линейная перспектива сигналы, которые нарисованы на кусочно 3D плоских поверхностей производить конкуренции между физической геометрии стимула и фактическим окрашенные сцены. Управляемые данными сенсорные сигналы, такие как бинокулярного несоответствия и параллакс движения способствуют правдивом воспринимать физической геометрии, в то время как на основе опыта знакомство с точки зрения способствует глубины инверсии Percept (рис. 1). Преимущество reverspective является то, что она позволяет для размещения цели при стимула поверхности которого воспринимается пространственную ориентацию в иллюзии отличается почти на 90 градусов от ее физической ориентации (Цифры 1е и 1f). Это огромная разница значительно облегчает тестирование ли являются длинна-на-цепляния движения или не Влиянuenced иллюзией. Это понятие является ключом к исследовать или нет моторные действия, выполняемые на reverspective страдают от нисходящих влияний от брюшной потока.

Движение Занятия в Восприятие-действий Модели

Если различные стратегии двигателя работают под иллюзорных и правдивом восприятий, захватывая к цели на reverspective стимул, то он может быть легко отслеживаются, изучая кривизну подхода руки. Более того, анализ всей разворачивающейся движения от начала целенаправленного движения к спонтанному, автоматическое втягивание руки обратно в состоянии покоя может на самом деле обхода любые недостатки обнаружили в последние методов тестирования для восприятия влияния на мощность двигателя. Последние исследования подчеркивают важность изучения баланса между этими двумя классами движения, а также использование спонтанных сегментов со стороны нервной системы для интеллектуального и досрочном Controл ^19-21,23-24. Недавно статистически определенный класс спонтанных автоматическая движений обеспечивает новые метрики и функции, которые оказываются такими же важными, как целенаправленные те были до сих пор, чтобы отслеживать изменения сенсорно-моторные и количественно тонкие аспекты природных поведения.

Насколько нам известно, существующие исследования по визуальной гипотезы двух потоков сосредотачивается только на целенаправленных действиях, тем самым игнорируя любые последствия для автоматических переходных движений, которые являются важными компонентами в завершении цикла visuomotor действий. Акцент, следовательно, должны быть размещены на важности автоматических движений для того, чтобы полностью захватить оба режима поведения двигателя в настоящем парадигмы уточнить вопросы, касающиеся визуальных моделей восприятия-действия. Здесь будут разработаны методы, чтобы исследовать роль сигнализации сверху вниз в визуальном брюшной потока на модуляции поведение двигателя в преднамеренном, целенаправленной области действий в связи со спонтанным, транзитадвижения Рациональная используя надежную DII обратной перспективе стимул.

Обоснование

Предполагается, что, если сверху вниз визуальные процессы влияют на сенсорно-моторную систему, полные траекторий движения по направлению к встроенной цели в 3D обратной перспективе сцене под иллюзорным восприятием будет отличаться от целевого подхода, вызываемый в правдивом восприятием (рис. 1д и 1е). Поэтому Более того, поскольку иллюзорная перцепции из reverspective стимула очень похож на что получен надлежащий ("вынуждены") перспективного стимула, достигает выполняется к встроенной цели на reverspective должен быть похож по характеристикам с течении проводимых под влиянием иллюзия на reverspective стимула (рис. 1с и 1е).

Если сверху вниз визуальные влияния не оказывают влияния на траекторию движения, то предположение, что достигает сделал ундэ иллюзорная перцепции бы обладают теми же характеристиками, что и течения, сделанных под правдивом восприятием на reverspective стимула (рис. 1д). Другими словами, оба иллюзорным и достоверные воспринимать достигает будут аналогичны по своей природе, так, что обе передние пути траектории будет действовать на реальной геометрии стимула. Как эффекты, наблюдаемые в прямом достичь перевести в автоматическом втягивания руки, неизвестно. Используя полный анализ двигателя, мы стремимся продвигать наше понимание действий и восприятия петли уточнить существующие проблемы под рукой.

Protocol

1. Построение Стимул Аппарат Построить подвижной платформе по скользящей дорожке. Каждый стимул будет сделан на подвижной платформе в зависимости от типа суда призвал. Закрепите трек на стол на соответствующей высоте, что позволяет стимул платформы, чтобы быть на уровне гла…

Representative Results

1. Ручные Путь Траектории Результаты показаны на представителя Тема VT. Лямбда-Тест Статистика в Wilk позволяет для сокращения наших трехмерных космических данных в значение скалярного по использованию детерминант. Лямбда статистики в Wilk использует тест отношения правд…

Discussion

Наши методы предоставляют платформу для проверки обоснованности моделей восприятия-действия на основе анализа всей раскрытие движения по отношению к экспериментальной задачи. Парадигма может быть изменен, чтобы проверить другие виды зрительных стимулов для расширения этой области …

Materials

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