Los métodos para explorar la influencia de arriba hacia abajo Procesos Visuales en Comportamiento Motor

Summary

No está claro cómo las señales de arriba hacia abajo de la corriente visual ventral afectan al movimiento. Hemos desarrollado un paradigma para probar el comportamiento del motor hacia un objetivo en una ilusión inversión de la profundidad 3D. Las diferencias significativas se registraron en ambos movimientos deliberados dirigidos a un objetivo y las acciones automáticas en condiciones de visión ilusoria y verídicos.

Abstract

Conciencia kinestésica es importante para navegar con éxito en el medio ambiente. Cuando interactuamos con nuestro entorno cotidiano, algunos aspectos del movimiento se planearon deliberadamente, mientras que otros se producen de forma espontánea por debajo de la conciencia. El componente intencional de esta dicotomía ha sido ampliamente estudiado en varios contextos, mientras que el componente espontáneo sigue siendo en gran parte bajo-explorado. Por otra parte, cómo los procesos perceptuales modulan estas clases de movimiento todavía no está claro. En particular, un tema actualmente debatido es si el sistema visuomotor se rige por la percepción espacial producida por una ilusión visual o si no se ve afectado por la ilusión y se rige no por la percepción verídica. Percepciones biestables como ilusiones inversión profundidad 3D (DIIS) proporcionan un excelente contexto para estudiar estas interacciones y el equilibrio, especialmente cuando se utiliza en combinación con movimientos alcance de captar. En este estudio, se desarrolla una metodología que utiliza un DII a clarcificar el papel de los procesos de arriba hacia abajo en la acción del motor, especialmente la exploración de cómo se extiende hacia un objetivo en una DII se ven afectados en ambos dominios de movimientos deliberados y espontáneos.

Introduction

Visión para la Percepción vs Visión para la Acción

Para navegar con éxito en el medio ambiente, la información del sistema visual se utiliza para ayudar a coordinar el movimiento humano. ¿Cómo se selecciona la información visual y priorizado para influir en las acciones motoras sigue siendo poco clara. Dos de las principales proyecciones anatómicas surgen de la corteza visual primaria para formar el ventral ("qué", o "visión de la percepción") vía, que se extiende hasta la zona temporal, y el dorsal ("dónde", o "la visión a la acción") y la vía , para el lóbulo parietal ^1-2. La corriente ventral está implicada en la utilización de la información visual para los procesos de percepción, tales como el reconocimiento de objetos y la identificación, mientras que la corriente dorsal está pensado exclusivamente para procesar las señales de orientación de acción y la conciencia espacial. La pregunta es si los procesos de arriba hacia abajo de la corriente ventral forma a la manera en que se ejecutan los movimientos.

El festudio de caso de amous DF paciente, evaluada por Goodale y Milner en 1992, aportó pruebas y apoyo a la hipótesis visual de dos arroyos, que afirma que los procesos de la corriente ventral y dorsal son separables para la percepción y la acción ³ fuerte. En teoría, las señales ascendentes de paralaje de movimiento y la disparidad binocular pueden anular la información perceptual de arriba hacia abajo, como el conocimiento previo y la familiaridad con el fin de orientar con precisión nuestras acciones, lo que sugiere que la planificación motora es impermeable al control de corriente ventral. DF, que sufría de forma agnosia visual causada por lesiones occipitales bilaterales ventrales, conserva la capacidad de agarre precisa hacia los objetos que ella tenía dificultades para reconocer, apoyar la premisa de lo visual hipótesis de los dos flujos de ^3-4. Debido a los estudios de caso como DF, se asumió que la dicotomía stream-ventral dorsal funcional también existía en los individuos sanos, no patológicas. Sin embargo, si estos resultados proporcionan evidencia de una absodivisión laúd del trabajo para la percepción y la acción en las poblaciones neurotypical ha sido objeto de acalorados debates en los últimos veinte años, ^5-10.

El uso de las ilusiones de segregar Percepción y Acción

Para probar la hipótesis visual de dos corrientes en sujetos neurotypical, los investigadores emplean ilusiones visuales para investigar cómo los juicios de percepción sesgada del entorno afectan nuestras acciones motoras. La ilusión de Ebbinghaus / Titchener, por ejemplo, utiliza un blanco disco rodeado de discos más pequeños que parece ser más grande que otro disco del mismo tamaño rodeada de círculos más grandes; esto es debido a un efecto de contraste de tamaño ^11. Cuando los participantes llegan a comprender el destino de disco, si la hipótesis de dos corrientes es cierto, entonces la abertura de agarre de la mano agarrando a la diana de disco no se vería afectada por la ilusión, haciendo que el participante para actuar en la verdadera geometría del disco de destino en lugar de confiar en la incorrecta estim tamaño perceptualates. Aglioti et al. en el informe hecho este comportamiento, el razonamiento de que los procesos visuales independientes gobiernan acciones calificados y la percepción consciente ^11. Por el contrario, otros grupos se han opuesto a estos resultados, al no encontrar la disociación entre los procesos de percepción y de acción cuando se controla cuidadosamente la correspondencia de las tareas perceptivas y prensiles, proponiendo una integración de la información del flujo visual más que una separación ^12. A pesar de varios estudios de seguimiento llevados a cabo para validar o refutar la hipótesis visual de dos arroyos con el Illusion Ebbinghaus, hay piezas que compiten de evidencia para apoyar ambos lados de la discusión ^13.

Para profundizar en la influencia de la percepción visual en los procesos de acción, se han utilizado también las ilusiones de inversión de la profundidad 3D (DII). Diis producen movimiento ilusorio y percibida reversión profundidad de escenas en las que los ángulos cóncavos físicamente se perciben como convexa y viceversa ^14. The HollowIlusión de la cara es un ejemplo de un DII que genera la percepción de un rostro normal, convexo aunque el estímulo es físicamente cóncava, lo que implica el papel de las influencias de arriba hacia abajo, como el conocimiento previo y el sesgo de convexidad para provocar la percepción ilusoria ^15-16. A pesar de los esfuerzos para caracterizar el comportamiento del motor en alcanzar hacia las metas en el hueco de la ilusión de la cara, la evidencia sigue siendo ambigua: un estudio informa un efecto en la salida del motor ^17, mientras que otro no lo hace ^18. Estos estudios se basan en la comparación de las estimaciones de profundidad de percepción hasta el punto final cálculos de distancia de la parte relativa a los objetivos situados en el hueco de la ilusión de la cara. Los resultados contradictorios sobre las acciones realizadas en este tipo de estímulos pueden ser el resultado de las variaciones en los métodos utilizados por los investigadores. Debido a la forma en que se utiliza la información ventral y dorsal arroyo está todavía a debate, esta controversia despierta la necesidad de un estímulo más fuerte con medidas avanzadas adicionales de Behavio motorr.

Es precisamente por eso se desarrolló una técnica utilizando estímulos inversa perspectiva, comúnmente conocida como "reverspectives", que forman otra clase de Diis ^14. Señales perspectiva lineal que se pintan en las superficies planas a trozos 3D producen una competencia entre la geometría física del estímulo y de la escena pintada real. Señales sensoriales basadas en datos, tales como la disparidad binocular y paralaje de movimiento a favor de la percepción verídica de la geometría física, mientras que el conocimiento basado en la experiencia con la perspectiva favorece la percepción de la profundidad inversión (Figura 1). La ventaja de la reverspective es que permite la colocación de un objetivo sobre una superficie de estímulo percibido cuya orientación espacial bajo la ilusión difiere por cerca de 90 grados desde su orientación física (Figuras 1e y 1f). Esta enorme diferencia facilita enormemente comprobar que los movimientos alcance-para aferramiento son o no inflinfluenciada por la ilusión. Esta idea es clave para explorar si las acciones realizadas en el motor reverspective se ven afectados por las influencias de arriba hacia abajo de la corriente ventral.

Las clases de movimiento en modelos Percepción-Acción

Si las diferentes estrategias de motor se emplean bajo percepciones ilusorias y verídicos al grabar hacia un blanco en un estímulo reverspective, entonces puede ser fácilmente rastreado mediante el estudio de la curvatura de la aproximación de la mano. Por otra parte, un análisis de todo el movimiento se desarrolla desde el inicio del movimiento dirigido a un objetivo a la retracción espontánea y automática de la mano de nuevo a su estado de reposo puede ser en realidad de bypass todas las deficiencias observadas en los métodos anteriores de pruebas para la influencia perceptual en la salida del motor. Estudios recientes ponen de relieve la importancia de estudiar el equilibrio entre estas dos clases de movimiento, así como el uso de los segmentos espontáneos por los sistemas nerviosos para contro predictivo y anticipatorial ^19-21,23-24. La clase recién estadísticamente definido de movimientos espontáneos automática proporciona nuevas métricas y características que resultan ser tan crucial como los dirigidos a un objetivo han sido hasta ahora para seguir los cambios sensoriales y motoras y cuantificar los aspectos sutiles de comportamientos naturales.

Hasta donde sabemos, la investigación existente sobre el visual hipótesis de dos corrientes sólo se centra en los actos dirigidos a un objetivo, ignorando con ello cualquier efecto sobre los movimientos de transición automáticos que son componentes significativos para completar el bucle acción visomotora. El énfasis, por tanto, debe ser colocado en la importancia de los movimientos automáticos con el fin de captar plenamente los modos de comportamiento del motor en el paradigma actual para aclarar las cuestiones relativas a los modelos de percepción-acción visuales. Aquí se desarrollan los métodos para investigar el papel de la señalización de arriba hacia abajo en la corriente ventral visual en la modulación de la conducta motora en el, dominio de acción dirigido a un objetivo deliberado en conjunción con espontánea, de tránsitomovimientos ional utilizando un robusto DII estímulo inversa-perspectiva.

Razón fundamental

La hipótesis es que, si los procesos visuales de arriba hacia abajo influyen en el sistema sensorio-motor, las trayectorias de movimiento completo hacia el blanco incrustado en la escena inversa perspectiva 3D bajo la percepción ilusoria será diferente de la aproximación al destino provocado por la percepción verídica (Figuras 1e y 1f). Por lo tanto, Además, puesto que la percepción ilusoria del estímulo reverspective es muy similar a la obtenida por una adecuada ("forzada") estímulo perspectiva, alcanza realizado hacia un objetivo incrustado en una reverspective debe ser similar en características a tramos realizados bajo la influencia de la ilusión del estímulo reverspective (Figuras 1c y 1f).

Si arriba hacia abajo influencias visuales no afectan la trayectoria de movimiento, entonces se plantea la hipótesis de que llegue hecho under la percepción ilusoria exhibiría las mismas características que alcances realizados bajo la percepción verídica del estímulo reverspective (Figura 1e). En otras palabras, alcances de percepciones tanto ilusorias y verídicas serían similares en la naturaleza, de tal forma que ambas trayectorias de la trayectoria hacia adelante actuarían sobre la verdadera geometría del estímulo. ¿Cómo los efectos observados en el delantero alcanzan traducir en la retracción automática de la mano es desconocido. Mediante el empleo de un análisis integral del motor, nuestro objetivo es avanzar en la comprensión de la acción y la percepción bucles para aclarar las cuestiones existentes a la mano.

Protocol

1. Construir el aparato de Estímulo Construir una plataforma móvil en una pista de deslizamiento. Cada estímulo se coloca en la plataforma móvil en función del tipo de ensayo se llama para. Asegure la pista sobre una mesa a una altura adecuada que permite la plataforma de estímulo sea a nivel del ojo con el participante para estar sentado frente a la mesa. Adjuntar un mecanismo de resorte retráctil a la plataforma de estímulo. Conectar la entrada para el mecanismo de resorte de una…

Representative Results

1. Hand Path Trayectorias Los resultados se muestran para Representante Asunto VT. El Lambda de Wilk prueba Estadísticas permite la reducción de los datos de espacio de tres dimensiones en un valor escalar por el uso de los determinantes. Lambda estadística del Wilk utiliza la prueba de razón de verosimilitud , En el que la suma "dentro" de las plazas y de los productos forman la mat…

Discussion

Nuestros métodos proporcionan una plataforma para probar la validez de los modelos de percepción-acción mediante el análisis de todo el desarrollo de movimiento en relación con la tarea experimental. El paradigma se puede modificar para probar otros tipos de estímulos visuales para ampliar esta área de investigación. Por ejemplo, otra Diis 3D puede ser probado en el aparato para ver cómo las interacciones entre los procesos de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba se traducen a varios estímulos. Los méto…

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