We zien hoe objectieve maatstaf kan worden toegepast in de schaal toegepast rubberhand paradigma illusie. Deze maatregel wordt verkregen door het modificeren van de gevestigde crossmodaal congruentie taak. Deze taak toe het onderzoek van multi-processen die cruciaal zijn voor modulaties van het lichaam representaties zoals in de rubberen hand-illusie zijn.
De rubberen hand-illusie (RHI) is een populaire experimentele paradigma. Deelnemers bekijken aanraking op een kunstmatige rubber hand, terwijl de deelnemers 'eigen verborgen hand wordt aangeraakt. Als de bekeken en voelde accenten worden gegeven op hetzelfde moment dan is dit voldoende om de meeslepende ervaring dat de rubberen kant is iemands eigen kant te induceren. De RHI kan worden gebruikt om te onderzoeken hoe het brein construeert afzonderlijk stelsel voorstellingen voor het eigen lichaam. Dergelijke voorstellingen zijn cruciaal voor een succesvolle interactie met de externe wereld. Om een subjectieve maat voor de RHI verkrijgen, onderzoekers meestal vragen de deelnemers om te beoordelen uitspraken als "Ik had het gevoel alsof de rubber kant waren mijn hand". Hier laten we zien hoe de crossmodale congruente taak kan worden gebruikt om een objectieve gedragsmaat binnen dit paradigma verkrijgen.
De variant van de crossmodaal congruentie taak die we in dienst hebben betrekking op de presentatie van tastbare doelen en visuele afleiders. Targets en afleiders zijn ruimtelijk congruent (dwz dezelfde vinger) op een aantal proeven en incongruent (dwz andere vinger) op anderen. Het verschil in prestaties tussen de incongruente en congruente trials – de crossmodaal congruentie effect (CCE) – indexen multisensorische interacties. Belangrijker, het CCE wordt gemoduleerd zowel door het bekijken van een hand, alsmede de synchronie van bekeken en voelde tintje beide cruciale factoren voor de RHI zijn.
Het gebruik van de crossmodale congruentie taak binnen de RHI paradigma heeft verschillende voordelen. Het is een gedragsmetingen maatregel die kan worden vele malen herhaald en die kunnen worden verkregen tijdens de illusie terwijl deelnemers zie de kunstmatige kant. Bovendien is deze maatregel niet gevoelig voor waarnemer en experimentator vooroordelen. De combinatie van de RHI paradigma met de crossmodaal congruentie taak maakt in het bijzonder voor het onderzoek naar multi-sensorische processen die cruciaal zijn voor modulaties van het lichaam representat zijnionen in de RHI.
We laten zien hoe een objectieve maatstaf van effecten in het algemeen gebruikt rubber kant paradigma illusie kan worden verkregen door het combineren van dit paradigma met de gevestigde crossmodaal congruentie taak.
In de RHI aanraking paradigma deelnemers bekijken op een kunstmatige rubber hand, terwijl de deelnemers 'eigen verborgen hand wordt aangeraakt. Als de bekeken en voelde accenten worden gegeven op hetzelfde moment dan is dit voldoende om de meeslepende ervaring dat de rubberen kant is iemands eigen hand voor de meerderheid van de deelnemers te induceren. Bij aanraking asynchroon wordt gegeven dan de RHI wordt afgeschaft of verminderd. Zoals de naam al doet vermoeden, de RHI paradigma meestal gaat een hand, zijn echter vergelijkbaar paradigma ook vastgesteld voor hele lichamen 1-3. Experimenten met dit paradigma kan de voorwaarden welke instantie representaties moduleren verkennen. Eerdere experimenten bijvoorbeeld aangetoond dat zowel bekijkt een lichaam te vormen en de synchroniteit van degegeven touch zijn belangrijke signalen voor de weergave van het eigen lichaam 4,5. Zo kan de RHI als een experimenteel paradigma gebruikt worden om licht te werpen op hoe de hersenen bouwt en updates afzonderlijke representaties voor het eigen lichaam 4-7. Dergelijke lichaam representaties ondersteunen vele vitale processen bij de interactie met de externe omgeving. Verder zijn lichaam vertegenwoordiging wijzigingen met betrekking tot een groot aantal klinische aandoeningen zoals chronische pijn, eetstoornissen en schizofrenie 8-10.
Om te onderzoeken de mechanismen verantwoordelijk voor de bouw van verschillende body voorstellingen onderzoekers hebben een aantal maatregelen die zijn gemoduleerd in de rubberen kant paradigma illusie tewerkgesteld. Typisch, vragen de onderzoekers de deelnemers te beoordelen uitspraken als "Ik had het gevoel alsof de rubber kant waren mijn hand." op een schaal van -3 tot 3 7,11. Een andere, meer indirecte maatregel die vaak wordt gebruikt impliceert vraagt deelnemers om de positi gevenop hun eigen hand voor en na de illusie werd geïnduceerd 12. De handpositie wordt meestal gezien dichter bij de rubberhand na de RHI wordt geïnduceerd ("proprioceptieve drift").
Onderzoekers hebben ook ingezet fysiologische maatregelen te indexeren het effect van experimentele manipulaties in de RHI, bijvoorbeeld huidgeleiding reacties wanneer een plotselinge bedreiging (bijvoorbeeld een naderende mes) om de rubberen kant wordt waargenomen 13,14. De RHI is ook naar smalle huidtemperatuur wijzigingen kunnen worden gemeten 15. Het voordeel van deze fysiologische maatregelen is dat ze automatisch uitgevoerd en dus minder gevoelig voor mogelijke experimentele vooroordelen. Mogelijke nadelen van deze technieken omvatten aanpassing van de fysiologische respons in de experimentele manipulatie. Bovendien kan de fysiologische processen die maatregelen te boren in het algemeen worden gedereguleerd bij bepaalde patiëntengroepen (bijvoorbeeldchronische pijn, eetstoornissen en schizofrenie, zie aanvullend materiaal in 15).
Het specifieke doel is om een objectieve gedragsmaat van de effecten in de rubberhand illusie, die minder gevoelig is voor eventuele waarnemer of experimentator biases verkrijgen. Hiervoor combineerden we de RHI met crossmodale congruentie taak. Deze taak houdt in speeded geforceerde keuze locatie discriminatie van doelen in een modaliteit, terwijl, zijn extra stimuli gepresenteerd in een andere modaliteit 16,17. Deze maatregel houdt dus een relatief eenvoudige taak die in tegenstelling tot fysiologische maatregelen kan herhaaldelijk vele malen worden toegediend. Bovendien, in tegenstelling tot "proprioceptieve drift" deze maatregel kan worden verkregen on-line gedurende de illusie, terwijl deelnemers bekijk de kunstmatige kant. En de combinatie van de RHI paradigma met de crossmodaal congruentie taak maakt in het bijzonder voor het onderzoek naar multi-sensorische processen die cruciaal zijn voor modulatie zijnschriften van het lichaam voorstellingen zoals in het RHI 4,5,18. Wij denken dat het CCE maatregel geschikt is om veranderingen in het lichaam vertegenwoordigingen in patiëntengroepen bestuderen. Wij denken dat dit vooral het geval voor de studie van aandoeningen die een scala van cognitieve, motivationele of fysiologische veranderingen die over het algemeen van invloed kunnen meer subjectieve en fysiologische metingen van de RHI omvatten.
In de variant die we gebruiken voor de RHI, zijn tactiele doelen (korte trillingen) gepresenteerd aan verschillende vingers (bijvoorbeeld wijs-en middelvinger) van een hand. De deelnemers zijn gewoon gevraagd aan te geven welke vinger de tactiele stimulatie ontvangen door te drukken op een van de twee knoppen met de vrije hand. De afleiders zijn visuele stimuli (kort flikkeren van kleine lampjes), die boven de vingers van de bekeken rubberen kant worden gemonteerd. Deze visuele stimuli komen dicht in de tijd naar de tactiele stimuli. Belangrijk is dat de visuele stimuli op dezelfde vinger – ruimtelijk congruent – de helft van the tijd en komen anderzijds vinger – ruimtelijk incongruente – de andere helft. Ruimtelijk congruente visuele stimuli verbeteren van de lokalisatie van de tactiele doelgroep, terwijl ruimtelijk incongruent visuele prikkels kan dit proces vertragen. De totale verschil in prestaties tussen incongruente en congruente trials, die bekend staat als de crossmodaal congruentie effect (CCE), weerspiegelt de invloed van de visuele informatie over het onderscheiden van de tactiele doelgroep locaties en dus indexen multisensorische interacties.
Bekijkt een handvorm 19-21 en de synchroniteit van de gegeven druk 22 in de RHI bepaalt de grootte van de CCE. Met andere woorden, het CCE magnitude indexen hoeveel de visuele prikkels bij de rubberen kant die de respons op aanrakingen op de eigen kant. Wanneer de deelnemers ervaren de rubberen hand om de eigen kant te zijn dan de CCE voor visueel-tactiele stimuli wordt verhoogd. Er wordt gedacht dat de RHI leidt tot veranderingen in multisensorische pVerwerkingen die waarschijnlijk vergroot de interactie tussen tactiele en visuele prikkels 5,18.
We hebben eerder de combinatie van de RHI en crossmodale congruentie taak experimentele effecten te onderzoeken in de RHI 22. Anderen hebben aangetoond dat de CCE grootte daarvan kan worden gebruikt als een maat geheel lichaam illusies waarvan meer algemene aspecten van het lichaam 23 representaties omvatten. In deze studie deelnemers gediscrimineerd de locatie van tactiele vibratie stimuli op hun rug. Tegelijkertijd bekeken deelnemers hun lichamen uit een positie als permanent 2 m achter hun eigen lichaam via een camera en een hoofd gemonteerd beeldscherm. Deelnemers konden ook lampjes die ofwel werden geflitst op dezelfde locatie als de tactiele targets (congruent proeven) of op een andere locatie (incongruente trials). Naast de crossmodale congruency taak, de auteurs streek ook de ruggen van de deelnemers. Dit streelde was ofwel in synchrony met bekeken beroertes of in asynchrony. Deze manipulatie veroorzaakte een gemiddeld verschil in het verbeteren van het lichaam bezit en ook invloed op de omvang van de CCE. Aldus kan de omvang CCE gebruikt als een objectieve maat voor veranderingen in zowel de RHI als in het "whole body illusie. Combinaties van deze paradigma's met de crossmodaal congruency taak toe, in het bijzonder, sonderen van multi-processen die cruciaal zijn voor het optreden van deze illusies zijn. We zullen nu een gedetailleerde stap-voor-stap beschrijving van hoe wij geïmplementeerd crossmodaal congruentie taak in de RHI paradigma.
We zien hoe een objectieve maatstaf van effecten in het algemeen gebruikt RHI paradigma kan worden verkregen door het combineren van dit paradigma met de gevestigde crossmodaal congruentie taak. De omvang van de crossmodale congruentie effect wordt aanzienlijk verhoogd wanneer de RHI geïnduceerd.
Stimulatie zoals gegeven in de rubberen kant paradigma illusie moduleert verschillende aspecten van het lichaam-gerelateerde ervaringen, zoals body-eigendom en body-locatie. Onderzoek heeft aangetoond dat een aantal processen met betrekking tot waarneming, homeostase en actie zijn gemoduleerd in de RHI 14,15,22,26,27. Belangrijk is dat de combinatie van de RHI paradigma met de crossmodaal congruentie taak maakt in het bijzonder voor het onderzoek naar multi-sensorische processen die cruciaal zijn voor al deze aspecten zijn.
Zowel bekijken van de hand en de synchronie van strelen in de RHI, en in het gehele lichaam illusie, is aangetoond dat aldus moduleren de omvang van het CCE 20,22,23. De crossmodaal congruentie taak biedt een relatief eenvoudige on-line maatregel die vele malen kan worden herhaald en is niet vatbaar voor waarnemer en experimentele vooroordelen.
Mogelijke nadelen van deze taak zijn dat het meer tijdrovend zijn en kan technisch worden meer geavanceerde in vergelijking met andere maatregelen. Bovendien meten van effecten van de RHI kan zelf moduleren de illusie. De belangrijkste uitdaging voor de crossmodale congruentie taak is dat het gaat multisensory visuele en tactiele stimuli, die onafhankelijk van borstel strelen kunnen moduleren lichaam weergave changes.The crossmodale congruentie taak zelf kan dus interfereren met de werking van de borstel in het strelen RHI. We vonden dat strelen vóór elke crossmodale congruentie proef is effectiever dan stroking aan het begin van een hele reeks proeven 22. Bovendien Aspell et al.. (2009) found die de presentatie van de visuele en tactiele stimuli voor crossmodale congruentie taak verder uit elkaar (bijvoorbeeld met een kleine vertraging van 150-250 msec) verhoogt het effect van voorafgaande strelen. Zo'n kleine vertraging laat immers multisensorische interacties 28, maar vermindert de interferentie van visueel-tactiele stimuli op de RHI manipulatie. Verder vonden we dat het effect van strelen synchroniteit wordt teruggebracht de crossmodale congruentie taak terwijl tegelijkertijd het plaatsen rubberhand relatief dicht bij de echte hand 22. Meest waarschijnlijk is dit deels te wijten aan een relatief lange stimulatie-interval (tot 15 min.) en mogelijk deels omdat de asynchrone voorwaarde bevat ook crossmodaal visuotactile stimulatie waardoor deze aandoening "meer synchroon" of "minder asynchroon" dan gewoonlijk zou zijn. Daarom raden we het gebruik van een grotere afstand tussen de handen bij de uitvoering van deze methode. Al met al, de multisensory stimuli in de crossmodaal congruparantie taak kan zich moduleren lichaam voorstellingen door het veranderen van de hoeveelheid totale synchrone of asynchrone multisensorische stimulatie. Bij synchrone vergelijking met asynchrone stimulaties in de illusie paradigma is het dus belangrijk dat de borstel aaien leidt tot relatief meer algemene synchrone of asynchrone visueel-tactiele stimulatie. Dit kan worden bereikt door trial-by-trial kwast strelen en met een korte vertraging tussen visuotactile crossmodaal congruentie taak stimuli.
Onze eerdere studie toonde het effect van RHI manipulaties op CCE 22. Echter, andere aspecten die zijn onderzocht op andere RHI maatregelen moeten nog worden onderzocht. Bijvoorbeeld, zou het interessant onderzoeken of de mate van de RHI bijvoorbeeld de ervaring van eigendom heeft betrekking op magnitude CCE CCE en als de magnitude veranderingen in tijd. Bovendien zou het interessant om te onderzoeken als het CCE effecten tijdens de RHI zijn vergelijkbaarin staat om de resultaten waargenomen met dezelfde taak op de echte hand.
Samengevat, hebben we aangetoond dat de crossmodale congruente taak kan worden gebruikt om een objectieve gedragsmaat verkrijgen in de rubberhand illusie. Deze gedrags-taak is relatief eenvoudig en we denken dat het is geschikt voor het bestuderen van veranderingen in het lichaam representaties en onderliggende multisensory verwerken in zowel de algemene bevolking als patiëntengroepen. Het is echter belangrijk op te merken dat deze maatregel misschien niet causaal gerelateerd aan subjectieve ervaringen in de rubberen hand-illusie 29. Het is waarschijnlijk dat zowel objectieve als subjectieve maatregelen rekenen op dezelfde of vergelijkbare multisensory mechanismen maar mogelijk ook op afzonderlijke mechanismen. Afhankelijk van de onderzoeksvraag, zou het raadzaam zijn om een objectieve gedragsmaatregel en ook een meer subjectieve maatregel met beoordelingsschalen te verkrijgen.
The authors have nothing to disclose.
MAW wordt gefinancierd door een koningin Elizabeth II Fellowship (DP 0984919) van de Australische Raad voor Onderzoek.
Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
artificial hand | Otto Bock Australia Pty. Ltd | passive arm prostheses | other company or custom made is possible |
paint brushes | |||
custom-made box | e.g. cardboard or wood | ||
2 tactors e.g. small speakers | e.g. Altronics, China | C0600 (Mylar Cone Speaker) | other tactors can be used for example bone conductors (from hearing aids, e.g. Oticon) or electromagnetic solenoid-type stimulators (e.g. dancerdesign.co.uk) |
2 light-emitting diodes (LEDs) | e.g. A-Bright Industrial Co., LTD | AL-513YD-004 | |
computer with mouse | |||
Presentation software | Neurobehavioural Systems | Presentation | other software can be used |
headphones and recorded sound file as metronome |