Vi demonstrerer hvordan et objektivt mål kan være ansatt i mye brukt gummi hånd illusjon paradigme. Dette tiltaket er oppnådd ved å endre veletablert crossmodal congruency oppgave. Denne oppgaven kan etterforskningen av multisensoriske prosesser som er kritiske for modulasjoner av kroppen representasjoner som i gummi hånd illusjon.
Gummi hånd illusjon (RHI) er en populær eksperimentelle paradigmet. Deltakerne vise preg på en kunstig gummi hånd mens deltakernes egne skjulte hånd berøres. Ved de viste og filt berøringer er gitt samtidig da dette er tilstrekkelig til å indusere den tvingende erfaring at gummien er ens egen hånd. RHI kan brukes til å undersøke nøyaktig hvordan hjernen konstruerer distinkte kroppen representasjoner for ens egen kropp. Slike representasjoner er avgjørende for vellykkede interaksjoner med den ytre verden. For å få en subjektiv mål på RHI, forskere typisk ber deltakerne om å rangere utsagn som "Jeg følte det som om gummi hånd var min hånd". Her kan vi vise hvordan crossmodal congruency oppgaven kan brukes til å få et objektivt atferdsmessige tiltak innenfor dette paradigmet.
Den varianten av crossmodal congruency oppgaven vi ansette involverer presentasjonen av taktile mål og visuelle distraktorer. Targets og distraktører er romlig sammenfallende (dvs. samme finger) på noen prøvelser og Incongruent (dvs. annen finger) på andre. Forskjellen i ytelse mellom vrangforestillinger og sammenfallende studier – den crossmodal congruency effekt (CCE) – indekser multisensoriske samhandlinger. Viktig er det at CCE modulert både ved å vise en hånd, samt synkronisering av sett og følte touch som er både viktige faktorer for RHI.
Bruken av crossmodal congruency oppgaven innen RHI paradigmet har flere fordeler. Det er en enkel atferdsmessige tiltak som kan gjentas mange ganger og som kan oppnås i løpet av illusjon mens deltakerne se den kunstige hånden. Videre er dette tiltaket ikke utsatt for observatør og experimenter skjevheter. Kombinasjonen av RHI paradigmet med crossmodal congruency oppgaven gjør særlig for etterforskningen av multisensoriske prosesser som er kritiske for modulasjoner av kroppen REPRESENTATioner som i RHI.
Vi demonstrerer hvordan et objektivt mål på effekter i vanlig ansatt gummi hånd illusjon paradigmet kan oppnås ved å kombinere dette paradigmet med de veletablerte crossmodal congruency oppgave.
I RHI paradigme deltakerne vise preg på en kunstig gummi hånd mens deltakernes egne skjulte hånd berøres. Hvis de har sett og følt berører gis samtidig så er dette tilstrekkelig til å indusere overbevisende erfaring at gummien er ens egen hånd for de fleste av deltakerne. Når kontakten er gitt asynkront da RHI er avskaffet eller redusert. Som navnet antyder, RHI paradigmet vanligvis innebærer en hånd, har imidlertid lignende paradigmer også blitt etablert for hele kropper 1-3. Eksperimenter med dette paradigmet kan undersøke de betingelsene som modulerer kroppens representasjoner. Tidligere eksperimenter for eksempel vist at begge viser et skjema legeme samt synkronisering avgitt berøring er viktige stikkord for representasjon av ens egen kropp 4,5. Dermed kan RHI som en eksperimentell paradigmet brukes til å kaste lys over hvordan hjernen konstruerer og oppdateringer distinkte representasjoner for ens egen kropp 4-7. Slike kroppens representasjoner støtte mange viktige prosesser når vi samhandler med det ytre miljø. Videre er kroppens representasjon endringer knyttet til mange kliniske lidelser for eksempel kroniske smerter, spiseforstyrrelser og schizofreni 8-10.
For å undersøke mekanismene bak byggingen av distinkte kroppen representasjoner forskere har ansatt flere tiltak som er modulert i gummi hånd illusjon paradigme. Vanligvis Forskerne spør deltakerne å rangere utsagn som "Jeg følte det som om gummi hånd var hånden min." på en skala -3 til 3 7,11. En annen mer indirekte mål som ofte har vært ansatt innebærer å spørre deltakerne å indikere posipå sin egen hånd før og etter illusjonen ble indusert 12. Hånden posisjon er vanligvis oppfattes å være nærmere gummi hånden etter RHI er indusert ("proprioceptive drift").
Forskere har også ansatt fysiologiske tiltak for å indeksere effekten av eksperimentelle manipulasjoner i RHI, for eksempel Hudledeevnen reaksjoner når en plutselig trussel (for eksempel en nærmer kniv) til gummi hånd oppfattes 13,14. RHI har også vært knyttet til små huden temperaturendringer som kan måles 15. Fordelen med disse fysiologiske tiltak er at de skjer automatisk og dermed er mindre utsatt for potensielle eksperimentelle skjevheter. Mulige ulemper ved disse teknikkene omfatter tilpasning av den fysiologiske responsen gjennom hele forsøksprosedyren manipulasjon. Videre kan de fysiologiske prosessene disse tiltakene benytte seg være generelt deregulert i visse pasientgrupper (for eksempelkroniske smerter, spiseforstyrrelser og schizofreni, se supplerende materiale i 15).
Vår spesifikke mål var å få et objektivt atferdsmessige mål på effektene i gummi hånd illusjon, som er mindre utsatt for mulig observatør eller eksperimentator skjevheter. For dette formålet har vi kombinert RHI med crossmodal congruency oppgave. Denne oppgaven innebærer fart tvunget-valg sted forskjellsbehandling av mål i en modalitet stund, er ytterligere stimuli presenteres i en annen modalitet 16,17. Denne forholdsregelen medfører således en forholdsvis enkel oppgave som i motsetning til fysiologiske tiltak kan administreres gjentatte ganger mange ganger. Videre, i motsetning til "proprioceptive drift" dette tiltaket kan fås på nettet under illusjonen mens deltakerne se den kunstige hånden. Og kombinasjonen av RHI paradigmet med crossmodal congruency oppgaven gjør særlig for etterforskningen av multisensoriske prosesser som er kritiske for modulinger av kroppens representasjoner som i RHI 4,5,18. Vi tror at CCE tiltaket er egnet til å studere endringer i kroppens representasjoner i pasientgrupper. Vi tror dette er spesielt tilfelle for studiet av sykdommer som inkluderer en rekke kognitive, motiverende eller fysiologiske endringer som kan generelt påvirke mer subjektive og fysiologiske målinger av RHI.
I den varianten vi bruker for RHI, er taktile mål (korte vibrasjoner) presentert for ulike fingre (for eksempel pekefingeren og langfingeren) på den ene hånden. Deltakerne blir bare bedt om å angi hvilken finger mottok taktil stimulering ved å trykke på en av to knapper med den frie hånden. De distraktører er visuelle stimuli (kort flimring av små lys) som er montert over fingrene av sett gummi hånd. Disse visuelle stimuli skje tett opp til de taktile stimuli. Viktigere, de visuelle stimuli vises på samme finger – romlig sammenfallende – halvparten av the tid og oppstå på den andre fingeren – romlig Incongruent – den andre halvparten. Romlig kongruente visuelle stimuli bedre lokalisering av den taktile mål, mens romlig vrangforestillinger ved visuelle stimuli kan bremse denne prosessen ned. Den generelle forskjellen i ytelse mellom vrangforestillinger og sammenfallende studier, kjent som crossmodal congruency effekt (CCE), reflekterer påvirkning av visuell informasjon om diskriminerende de taktile geografiske målområder og dermed indekser multisensoriske interaksjoner.
Visning av en hånd skjema 19-21, så vel som synkronisering av den gitte kontakten 22 i RHI bestem-mer størrelsen av den CCE. Med andre ord, de CCE magnitude indekser hvor mye de visuelle stimuli i nærheten gummi hånd påvirke respons på berøring på ens egen hånd. Når deltakerne oppleve gummi hånd for å være ens egen hånd da CCE for visuell-taktile stimuli økes. Det er antatt at RHI fører til endringer i multisensorisk pprosesseringen som sannsynligvis øker samspillet mellom taktile og visuelle stimuli 5,18.
Vi har tidligere brukt en kombinasjon av RHI og crossmodal congruency oppgave å undersøke eksperimentelle effekter i RHI 22. Andre har vist at CCE magnitude kan brukes som et mål i hele kroppen illusjoner som involverer mer globale aspekter av kroppens representasjoner 23. I denne studien deltakerne diskriminert plasseringen av taktile vibrasjon stimuli på ryggen. Samtidig deltakerne på sine organer fra en posisjon som om stående 2 m bak sin egen kropp via et kamera og et hode montert skjerm. Deltakerne kan også se lys som enten ble blinket på samme sted som den taktile mål (kongruente studier) eller på et annet sted (vrangforestillinger ved forsøk). I tillegg til den crossmodal congruency oppgave, forfatterne også strøk ryggen av deltakerne. Dette stryke var enten i synchrony med sett slag eller i asynchrony. Dette manipulasjon forårsaket i gjennomsnitt en forskjell i opplevelsen av kroppen eierskap og også påvirket omfanget av CCE. Således kan CCE størrelsesorden brukes som et objektivt mål for endringer i både den RHI så vel som i den 'hele kroppen illusjon'. Kombinasjoner av disse paradigmer med crossmodal congruency oppgaven tillater, særlig sondering av multisensoriske prosesser som er kritiske for forekomsten av disse illusjonene. Vi vil nå gi en detaljert steg-for-steg beskrivelse av hvordan vi implementerte crossmodal congruency oppgave i RHI paradigmet.
Vi demonstrerte hvordan et objektivt mål på effekter i vanlig ansatt RHI paradigmet kan oppnås ved å kombinere dette paradigmet med de veletablerte crossmodal congruency oppgave. Størrelsen på crossmodal congruency effekten er betydelig økt når RHI er indusert.
Stimulering som gitt i gummi hånd illusjon paradigmet modulerer flere aspekter av kroppen-relaterte opplevelser som body-eierskap og body-plassering. Forskning har gitt bevis for at flere prosesser knyttet til persepsjon, homeostase og handling er modulert i RHI 14,15,22,26,27. Viktigste er at kombinasjonen av RHI paradigmet med crossmodal congruency oppgave spesielt for etterforskningen av multisensoriske prosesser som er kritiske for alle disse aspektene.
Begge visning av hånden og synkronisering av stryke i RHI, så vel som i hele kroppen illusjon, har vist seg å alså modulere omfanget av CCE 20,22,23. Den crossmodal congruency oppgaven inneholder en relativt enkel on-line tiltak som kan gjentas mange ganger, og er ikke utsatt for observatør og eksperimentelle skjevheter.
Mulige ulemper ved bruk av denne oppgave er at det kan være mer tidkrevende og kan være teknisk mer avansert i forhold til andre mål. Videre måle effektene av RHI kan selv modulere illusjon. Den viktigste utfordringen for den crossmodal congruency oppgaven er at det innebærer multisensorisk visuelle og taktile stimuli, som kan uavhengig av penselen stryke modulerer kroppen representasjon changes.The crossmodal congruency oppgave i seg selv kan dermed påvirke effekten av penselen stryke i RHI. Vi fant at stryke før hver crossmodal congruency rettssaken er mer effektivt enn bare å stryke i begynnelsen av et helt sett av prøvelser 22. Videre aspell et al. (2009) found at presentere den visuelle og taktile stimuli for crossmodal congruency oppgaven videre fra hverandre (for eksempel med en liten forsinkelse på 150-250 ms) øker effekten av før stryke. En så liten forsinkelse gir fortsatt for multisensoriske interaksjoner 28, men reduserer forstyrrelser av visuo-taktile stimuli på RHI manipulasjon. Videre har vi funnet at effekten av å stryke synkroni forminskes når crossmodal congruency oppgave, mens på samme tid å plassere gummi hånd forholdsvis nær den reelle hånd 22.. Mest sannsynlig dette er delvis på grunn av en forholdsvis lang stimulering intervall (opp til 15 min) og muligens delvis fordi den asynkrone tilstand også omfatter crossmodal visuotactile stimulering gjør denne tilstanden "mer synkron" eller "asynkron mindre" enn det vanligvis ville være. Derfor vil vi anbefale å bruke en større avstand mellom hendene ved implementering av denne metoden. Alt i alt, multisensoriske stimuli i crossmodal congrusering oppgave i seg selv kan modulere kroppens representasjoner ved å endre mengden av samlede synkron eller asynkron multisensorisk stimulering. Når man sammenligner synkron med asynkrone stimuleringer i illusjonen paradigmer, er det derfor viktig å sikre at børsten stryke fører til relativt mer overordnet synkron eller asynkron visuell-taktil stimulering. Dette kan oppnås ved prøving etter-rettssaken pensel stryke og bruke en kort forsinkelse mellom visuotactile crossmodal congruency oppgave stimuli.
Vår tidligere studie viste effekten av RHI manipulasjoner på CCE 22. Men andre aspekter som har blitt studert for andre RHI tiltak fortsatt trenger å bli undersøkt. For eksempel ville det være interessant å undersøke om graden av RHI for eksempel opplevelsen av eierskap er knyttet til CCE magnitude og hvis de CCE magnitude endringer over tid. Videre vil det være interessant å undersøke om de CCE effekter under RHI er komparativei stand til resultatene observert med samme oppgave på den virkelige hånden.
For å oppsummere, demonstrerte vi at crossmodal congruency oppgave kan brukes for å oppnå et objektivt mål atferdsmessige i gummien hånd illusjon. Dette atferdsmessige oppgave er relativt enkel, og vi tror det er egnet til å studere endringer i kroppens representasjoner og underliggende multisensorisk behandling både i den generelle befolkningen, samt pasientgrupper. Det er imidlertid viktig å merke seg at dette tiltaket ikke kan være kausalt relatert til subjektive opplevelser i gummi hånd illusjon 29. Det er sannsynlig at både objektive og subjektive mål er avhengige av felles eller lignende multisensoriske mekanismer men muligens også på egne mekanismer. Avhengig av problemstilling, kan det være lurt å få en objektiv atferdsmessige tiltak og også et mer subjektivt mål å bruke rating skalaene.
The authors have nothing to disclose.
Maw er finansiert av en dronning Elizabeth II Fellowship (DP 0984919) fra Australian Research Council.
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 |