모터 동작 톱 다운 비주얼 프로세스의 영향을 탐색하는 방법
Summary
그것은 복부 영상 스트림에서 하향식 (top-down) 신호가 운동에 어떻게 영향을 미치는지 명확하지 않다. 우리는 3D 깊이 반전 환상을 대상으로 모터의 동작을 테스트 할 수있는 패러다임을 개발했다. 큰 차이는 환상과 진실 된보기 상태에서 의도적으로, 목표 지향적 움직임과 자동 작업 모두에서보고됩니다.
Abstract
운동 감각적 인식이 성공적으로 환경을 탐색하는 것이 중요합니다. 우리가 우리의 일상 주변 환경과 상호 작용을 할 때 다른 사람들이 자발적으로 의식 의식 아래에 발생하는 반면, 운동의 일부 측면은 의도적으로 계획되어 있습니다. 자연 구성 요소를 탐구 밑에 크게 남아있는 동안이 이분법의 의도적 인 구성 요소는 여러 상황에서 광범위하게 연구되고있다. 또한, 어떻게 지각 과정이 운동 클래스를 조절하는 것은 아직 불분명하다. 특히, 현재 논의 문제는 시각 운동 시스템은 카메라에 의해 생성 된 환상 공간 지각하거나이 환상의 영향을받지 않으므로 진실성 지각 의해 대신 의거 여부 의거 여부이다. 이러한 3D 깊이 반전 환상 (DIIs)와 같은 쌍 안정 지각 표상은 손 – 투 – 이해 움직임과 함께 사용 특히, 이러한 상호 작용과 균형을 연구 할 수있는 훌륭한 컨텍스트를 제공합니다. 이 연구에서 방법론은 CLAR에 DII를 사용하는 개발특히 고의로 자발적인 운동 영역에서 영향을받는 DII의 목표를 향해 도달하는 방법을 탐구, 모터 행동에 하향식 프로세스의 역할을 쓸어.
Introduction
비전에 대한 지각 대 비전을위한 액션
성공적 환경을 탐색하기 위해, 시각 시스템에서 정보는 인간의 움직임을 조정하는 데 도움이 이용된다. 시각 정보가 선택 및 모터 동작에 영향을 우선 순위 화하는 방법을 불분명하게 남아있다. 두 가지 주요 해부학 적 예측은 ( "무엇을", 또는 "인식을위한 비전") 경로, 시간 영역으로 확장하고, 지느러미 ( "", 또는 "비전 행동") 경로 복부를 형성하는 일차 시각 피질에서 발생 , 두정엽 1-2. 등의 스트림이 독점적으로 행동 지침과 공간 인식을위한 신호를 처리하는 것으로 생각되는 반면 복부 스트림은 같은 물체 인식 및 식별과 같은 지각 프로세스에 대한 시각적 인 정보를 이용에 연루되어있다. 묻는 질문 복부 스트림으로부터 하향식 프로세스의 움직임이 실행되는 방식을 형성하는지 여부이다.
F1992 년 구들과 밀너에 의해 평가 환자 DF의 amous 사례 연구는, 강한 증거와 복부와 지느러미 스트림 프로세스가 인식과 행동 3 분리 할 것을 주장하는 시각 개의 스트림 가설에 대한 지원을 제공했다. 이론적으로, 운동 시차와 양안 시차의 상향식 (bottom-up) 신호는 모터 계획은 복부 스트림 제어에 통하지 것을 건의하는 등 정확하게 우리의 행동을 안내하기 위해 사전 지식과 친숙 같은 하향식 지각 정보를 재정의 할 수 있습니다. 양측 복부 후두 병변에 의한 시각적 양식인지 불능으로 고통 DF는 시각적 개의 스트림 가설 3-4의 전제를 지원하는, 그녀는 어려움을 인식했다 물체를 향해 정확한 장악 능력을 유지. 때문에 DF 같은 사례 연구, 그것은 기능 복부 등쪽 스트림 이분법은 또한 건강, nonpathological 개인에 존재하는 것으로 가정 하였다. 그러나 여부 이러한 연구 결과는되는 공기의 증거를 제공인식과 Neurotypical (뇌 기능 정상) 인구의 행동에 대한 노동의 류트 부문은 뜨겁게 지난 20 년 ~ 10에 걸쳐 논의하고있다.
인식과 행동을 분리하는 환상의 사용
Neurotypical (뇌 기능 정상)을 대상으로 시각적 두 스트림의 가설을 테스트하기 위해, 연구진은 환경의 왜곡 된 지각 적 판단이 우리의 모터 행동에 미치는 영향을 조사하기 위해 시각적 인 환상을 사용합니다. 에빙 / Titchener 환상는, 예를 들어, 큰 원으로 둘러싸인 동일한 크기의 다른 디스크보다 크게 나타나는 작은 디스크으로 둘러싸인 디스크 타겟을 사용하고; 이 크기 대비 효과 (11) 때문이다. 참가자가 두 스트림 가설이 성립하는 경우, 디스크 대상 잡기 도달 할 때, 디스크 대상에서 잡는 손의 그립 구경은 참가자가 디스크 대상의 실 형상에 작용하는 원인 환상에 의해 영향을받지 않을 것이라고 잘못된 지각 크기 estim에 의존하기보다는ATES. Aglioti 등. 사실 보고서에서이 문제 별도의 시각적 인 프로세스가 숙련 된 행동과 의식이 인식 (11)를 제어하는 것으로 추론. 반대로, 다른 그룹은 신중 오히려 분리 (12)보다 시각적 스트림 정보의 통합을 제안하고, 지각과 파지 태스크의 매칭을 제어 할 때 지각과 프로세스 작업 사이의 해리를 발견하지 이러한 결과를 경쟁했다. 에빙 하우스의 환영을 사용하여 시각적 두 스트림의 가설을 확인하거나 반박하기 위해 실시 여러 후속 연구에도 불구하고, 인수 (13)의 양쪽을 지원하는 증거의 경쟁 조각이있다.
추가 작업 프로세스에 대한 시각적 인식의 영향을 탐구하는, 3D 깊이 반전 환상 (DII)도 이용되어왔다. DIIs 물리적으로 오목 각도가 볼록으로 인식하고 그 반대의 경우도 마찬가지 14되는 환상의 움직임과 장면 인식 깊이 반전을 생산하고 있습니다. 빈얼굴의 환영은 자극이 환상의 지각 15-16을 유도하는 등의 사전 지식과 볼록 바이어스와 같은 하향식 영향의 역할을 고발하는, 물리적으로 오목 있지만 일반, 볼록면의 인식을 생성하는 DII의 예입니다. 빈 얼굴의 환상에 목표를 향해 도달 모터의 동작을 특성화하기위한 노력에도 불구하고, 증거가 확실치 유지 : 또 다른 18를하지 않는 동안 한 연구는 모터 출력 17에 영향을보고합니다. 이러한 연구는 빈 얼굴의 환상에있는 대상에 손을 상대의 거리 계산을 엔드 포인트 지각 깊이 추정을 비교에 의존하고 있습니다. 자극이 유형에서 수행 된 작업에 대한 상반되는 결과는 연구자에 의해 사용되는 방법의 변화의 결과 일 수있다. 복부와 등쪽 스트림 정보가 이용되는 방법이 논의 여전히 최대이므로,이 논쟁은 모터 behavio입니다 밖의 고급 조치보다 강력한 자극에 대한 필요성을 불꽃R.
기술은 일반적으로 DIIs (14)의 또 다른 클래스를 형성 "reverspectives"이라 역 관점 자극을 사용하여 개발 된 정밀 이유입니다. 구분 적 차원 평면의 표면에 그려진 선형 관점의 단서는 자극의 물리적 형상과 실제 그린 장면 사이의 경쟁을 생산하고 있습니다. 관점 체험 친숙 깊이 반전 지각 (그림 1)을 선호하는 반면 같은 양안 시차 및 운동 시차 등 데이터 기반 감각 신호는, 실제 형상의 진실성 지각을 선호. reverspective의 장점은 그 환상에서 공간 방향을 지각의 물리적 방향에서 거의 90도 차이가 자극 표면에 대상의 배치 수 있다는 것입니다 (그림 1E 및 1F). 이 엄청난 차이가 크게 범위를 위해 장악 움직임 또는 infl 아닌지 테스트를 용이하게환상에 의해 uenced. 이 개념은 reverspective에서 수행 모터 동작이 복부 스트림에서 하향식 (top-down)의 영향에 의해 영향을 받는지 여부를 탐색하는 데 매우 중요한 역할을합니다.
지각 – 행동 모델에서 운동 클래스
reverspective 자극에 대한 타겟으로 잡는 경우 다른 모터 전략이 환상과 진실 된 지각 표상에서 사용하는 경우, 그것은 쉽게 손의 접근 방식의 곡률을 공부하여 추적 할 수 있습니다. 또한, 다시 휴식 상태로 손의 자연, 자동 후퇴에 목표 지향적 운동의 개시에서 전체 전개 운동의 분석은 사실 바이 패스 모터 출력에 대한 지각에 영향을 테스트 과거의 방법에 어떤 단점을 발견 할 수 있습니다. 최근의 연구는 이러한 두 움직임 클래스 간의 밸런스뿐만 아니라 예측하고 예측 가능한 관제사 대한 신경 시스템에 의한 자발 세그먼트의 사용을 연구의 중요성을 강조L 19-21,23-24. 자연 자동 운동의 새로 통계적으로 정의 된 클래스는 새로운 메트릭 및 목표 지향적 사람은 감각 – 운동의 변화를 추적하고 자연 행동의 미묘한 측면을 정량화 지금까지왔다만큼 중요한 것으로 판명 기능을 제공합니다.
우리의 상식으로, 시각적 개의 스트림 가설에 대한 기존의 연구는 이에 따라 시각 운동 동작 루프를 완료하는 데 중요한 구성 요소입니다 자동 전환 움직임에 어떤 영향을 무시하고 목표 지향적 행위에 초점을 맞추고 있습니다. 강조 따라서 완전히 시각적인지 – 행동 모델에 관한 문제를 명확히하기 위해 본 패러다임 모터 동작의 두 가지 모드를 캡처하기 위해 자동으로 운동의 중요성에 배치해야합니다. 여기 방법은 자연, 운송과 관련하여 의도적, 목표 지향적 활동의 영역에서 모터 동작을 변조에 시각적 복부 스트림의 하향식 (top-down) 신호의 역할을 조사하기 위해 개발강력한 DII 역 관점 자극을 사용하는 ional 움직임.
이론적 해석
그것은 위에서 아래로 시각적 인 프로세스가 환상의 지각 아래의 3D 역 관점 장면에 감각 모터 시스템, 임베디드 목표를 향해 전체 이동 궤적에 영향을 미치는 경우에하는 것은 진실 된 지각 (그림 1E에 의해 유발 대상 접근 방식에서 다를 수 있다는 가설 및 1 층). reverspective 자극의 환상의 지각은 ( "강제") 적절한 시각 자극에 의해 얻어진 매우 유사하기 때문에 또한, reverspective에 포함 된 대상으로 수행 도달 따라서의 영향을 받아 실시에 도달하는 특성이 유사해야합니다 reverspective 자극 (그림 1C 및 1 층)에 대한 환상.
하향식 시각적 영향이 운동 궤적에 영향을주지 않는 경우에,이를 제 운트 도달하는 가설어 환상의 지각은 reverspective 자극 (그림 1E)의 진실 된 지각의 밑에 도달과 같은 특성을 나타낼 것입니다. 즉, 환상 및 진실성있는 두 지각 도달 모두 순방향 궤도 경로 자극의 실 형상에 작용 것이다되도록 본질적으로 유사 할 것이다. 전방에서 관찰 효과는 손의 자동 번역 후퇴에 도달하는 방법을 알 수 없습니다. 전체 모터 분석을 사용함으로써, 우리는 행동과 인식에 대한 우리의 이해가 손에서 기존의 문제를 명확히하기 위해 루프를 진행하는 것을 목표로하고 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
우리의 방법은 실험적인 작업 관계로 움직임의 전개 전체를 분석하여 인식 액션 모델의 유효성을 테스트하기위한 플랫폼을 제공한다. 패러다임은이 분야의 연구를 확장하기 위하여 시각적 자극의 다른 타입을 테스트하기 위하여 변형 될 수있다. 예를 들어, 다른 3D DIIs는 하향식 (top-down) 및 상향식 (bottom-up) 프로세스 간의 상호 작용이 다양한 자극에 번역하는 방법을 확인하기 위해 장치에서 테스…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 초기 설계 단계에서 도움이 연구에서 실행 참가자, 폴리나 Yanovich, 여호수아 Dobias, 로버트 W. Isenhower을 돕는 비전 연구 및 감각 모터 통합 연구소의 실험실의 구성원을 인정, 그리고 톰 것 자극을 구축 그의 도움 그레이스. 이 작품은 다음과 같은 소스에 의해 지원되었다 : NSF 대학원 연구 활동 프로그램 : 상 # DGE-0937373, NSF CyberEnabled 발견과 혁신 유형 I (아이디어) : # 094158을 부여하고, 럿 거스 – UMDNJ NIH 생명 공학 교육 프로그램 : 부여 # 5T32GM008339-22.
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 |
Referências
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