Her beskriver vi virtual hånd og virtuel-ansigt illusion paradigmer, som kan anvendes til at studere organ-relaterede selvopfattelse / -repræsentation. De er allerede blevet anvendt i forskellige undersøgelser for at vise, at, under særlige betingelser, kan en virtuel hånd eller ansigt indarbejdes i ens krop repræsentation, hvilket tyder på, at kroppens repræsentationer er temmelig fleksible.
Undersøgelser, der undersøger, hvordan folk repræsenterer sig selv og deres egen krop bruger ofte varianter af "ejerskab illusioner", såsom den traditionelle gummi hånd illusion eller mere nyligt opdagede enfacement illusion. Men disse eksempler kræver temmelig kunstige forsøgsopstillinger, hvor den kunstige effektor skal strøg synkront med deltagernes reelle hånd eller ansigt-en situation, hvor deltagerne ikke har nogen kontrol over strøg eller bevægelser deres reelle eller kunstige effektor . Her beskriver vi en teknik til at etablere ejerskab illusioner i en opsætning, der er mere realistisk, mere intuitiv, og formentlig højere økologisk gyldighed. Den tillader at skabe den virtuelle hånd illusion ved at have deltagere styre bevægelserne af en virtuel hånd præsenteres på en skærm eller i det virtuelle rum foran dem. Hvis den virtuelle hånd bevæger sig synkront med deltagernes egen fast hånd, har de tendens til at opfatte than virtuel hånd som en del af deres egen krop. Teknikken skaber også den virtuelle ansigt illusion ved at deltagerne styrer bevægelserne af en virtuel ansigt foran dem, igen med den virkning, at de har tendens til at opfatte ansigtet som deres egen, hvis den bevæger sig synkront med deres sande ansigt. Studere de omstændigheder, der kan oprettes illusioner af denne art, øget eller reduceret indeholder vigtige oplysninger om, hvordan mennesker skaber og vedligeholder repræsentationer af sig selv.
Ifølge vestlige filosofi, det menneskelige selv består af to aspekter 1: For en, vi opfatter vores egen krop og vores aktiviteter her og nu, hvilket skaber en fænomenal selv-repræsentation (ofte kaldet minimal selv-). For det andet, vi skaber mere varige repræsentationer af os selv ved at gemme oplysninger om vores personlige historie, integrere nye oplysninger i det spirende selvopfattelse, og præsentere os selv til vores sociale miljø i overensstemmelse hermed, hvilket svarer til oprettelsen af en såkaldt narrativ selv. Den minimale eller fænomenale selv er blevet fremført, at komme ud to informationskilder. Den ene er top-down information om længerevarende aspekter af vores krop, såsom oplysninger om effektorer vi ejer eller formen af vores ansigt. Den anden er bottom-up oplysninger fra selvopfattelse i den nuværende situation.
Undersøgelser af de sidstnævnte blev strongly inspireret af en smart studie af Botvinick og Cohen 2. Disse forfattere præsenteret menneskelige deltagere med en gummi hånd liggende foran sig, tæt på en af deres virkelige hænder, som dog blev skjult. Når den virkelige side og gummi hånd blev strøg synkront, så at skabe intermodal synkrone input, deltagerne havde tendens til at opfatte gummi hånd som en del af deres egen krop-gummi hånd illusion. Yderligere undersøgelser afslørede, at opfattet ejerskab gik endda så vidt, at deltagerne ville begynde at svede og forsøger at trække deres virkelige hånd når hånden gummi blev angrebet af en kniv eller på anden måde være "ondt" 3.
Mens Botvinick og Cohen har fortolket deres resultater at vise, at selvopfattelse opstår ved forarbejdning af bottom-up oplysninger, har andre forfattere hævdede, at gummi-hånd illusion resultat af samspillet mellem intermodale synchrony af input, en bottom-up informationskilde, og lagres repræsentationer af ens egne hænder, en top-down informationskilde 4. Ideen er, at stimulus synkront skaber det indtryk, at det virkelige og det gummi hånd er én og samme ting, og da gummi hånd ligner en rigtig hånd, dette indtryk anses virkelighed.
Senere forskning ved Kalckert og Ehrsson 5 tilføjet en visuo-motor komponent til gummi hånd paradigme, som giver mulighed for undersøgelse af både opfattede ejerskab (det indtryk, at den kunstige effektor tilhører ens egen krop) og opfattede agentur (det indtryk, at man er producerer observerede bevægelser selv). Deltagerne var i stand til at bevæge pegefingeren af gummi hånd op og ned ved at flytte deres egen pegefinger, og synkroni mellem reelle og gummi hånd fingerbevægelser, den tilstand af bevægelse (passiv vs. aktiv tilstand), og positioning af gummi hånd (inkongruent vs. kongruent med hensyn til deltagerens hånd) blev manipuleret. Resultaterne blev taget for at give støtte til den opfattelse, at agenturet og ejerskab er funktionelt adskilte kognitive fænomener: mens synkront bevægelighed afskaffet både følelse af ejerskab og agentur, tilstand af bevægelse påvirkes kun agentur, og kongruens af gummi håndstilling havde en effekt på ejerskab alene. De to sidstnævnte resultat blev gentaget i en opfølgende undersøgelse, hvor afstanden mellem virkelige og gummi hånd i det lodrette plan varierede 6: ejerskab til gummi hånd faldt som sin position i stigende grad uoverensstemmende deltagerens reelle hånd. Imidlertid blev agentur ikke påvirket af misplacements af gummi hånd i enhver tilstand.
Men nyere forskning ved hjælp virtual-reality-teknikker, som giver deltageren med aktiv kontrol over den kunstige effektor, antyder, at den rolle, den top-downdel og sondringen mellem ejerskab og agentur kan være blevet overvurderet 7, 8. Disse teknikker har erstattet gummi hånd ved en virtuel hånd præsenteret for deltagerne på en skærm foran dem eller ved hjælp af virtual reality briller 9. Deltagerne almindeligvis bære en dataglove der oversætter bevægelser deltagerens reelle hånd ind bevægelser den virtuelle hånd, enten synkront eller asynkront (fx med en mærkbar forsinkelse). Svarende til gummi hånd illusion, synkron oversættelse øges betydeligt deltagerens indtryk, at den virtuelle hånd bliver en del af hans eller hendes egen krop 10.
Anvender virtual-reality teknikker til at skabe gummi hånd illusion har flere fordele i forhold både den traditionelle gummi hånd paradigme og kombinationen af det gummiagtige hånd paradigme med visuo-motor components 11. Flytning ene hånd og ser en effektor bevæger sig i takt med det skaber en meget mere naturlig situation, end over for en gummi hånd og bliver strøg af en eksperimentator. Desuden virtuelle manipulation giver forsøgslederen med meget mere eksperimentel fleksibilitet og meget mere kontrol over den perceptuelle forhold mellem opfatte og bevæge sin reelle hånd og ens opfattelse af begivenheden skabt af den kunstige effektor. Især ved hjælp af virtuelle teknikker letter manipulation af faktorer, der kan påvirke opfattet ejerskab og agentur. For eksempel kan formen af den virtuelle hånd modificeres meget lettere og hurtigere end formen af en gummi hånd, og bevægelserne af den virtuelle hånd kan være af enhver art og eksempelvis involvere biologisk umulige bevægelser. Blandt andet dette letter udforske grænserne for illusionen, som den kunstige effektor ikke behøver ligne en hånd, men kan være replaced af enhver form for statisk eller dynamisk begivenhed. Af både praktisk og teoretisk interesse, en virtuel effektor er nok en meget mere fordybende og føles meget mere virkelige end en gummi hånd, hvilket sandsynligvis vil reducere behovet for at påberåbe sig top-down fortolkninger at få mening i den nuværende situation.
Ejerskab illusioner har dog ikke været begrænset til hænder. Tsakiris 12 var den første til at bruge strøg teknik til at skabe indtryk af deltagerne, at en statisk ansigt i et billede præsenteret foran dem er deres egen. Sforza et al. 13 har også fundet beviser for dette fænomen, som de vedrører som enfacement: deltagere indarbejdet ansigtstræk en partner, når deres egne og deres partners ansigt blev rørt synkront. Den neurale mekanisme ligger til grund for enfacement illusion er for nylig blevet undersøgt af forskellige forskere; for en omfattende kommentar og interpretation af resultaterne se Bufalari et al. 14. Vi har for nylig vendt regelmæssig enfacement illusion design til en virtuel-reality-version (den virtuelle ansigt illusion), hvor deltagerne styrer bevægelserne af en virtuel ansigt foran dem ved at flytte deres eget hoved 15.
Her beskriver vi to eksperimenter, der benyttede den virtuelle hånd illusion 7 og den virtuelle ansigt illusion 15 paradigmer, henholdsvis at undersøge selv-repræsentation. Den virtuelle hånd eksperiment omfattede tre, helt krydsede eksperimentelle faktorer: (a) synkroni mellem (filt) real-hånd og (set) virtuel effektor bevægelser, som var enten tæt på nul for at fremkalde ejerskab og agentur eller tre sekunder som en kontrol tilstand; (B) forekomsten af den virtuelle effektor, som kiggede enten som en menneskelig hånd eller som en rektangel (så at teste virkningen af real-virtuelt effektor lighed på ejerskab illusion); og (c) mulighed for at styre adfærden hos den virtuelle effektor, som var enten ikke-eksisterende i en passiv tilstand eller direkte i en aktiv tilstand. Den virtuelle ansigt eksperiment omfattede to, helt krydsede eksperimentelle faktorer: (a) synkroni mellem real-ansigt og virtuel-ansigt bevægelser, som var enten tæt på nul for at fremkalde ejerskab og agentur eller tre sekunder som en kontrol tilstand; og (b) den ansigtsudtryk af den virtuelle ansigt, som var enten neutrale eller viser et smil, for at teste, om positiv stemning ville løfte stemningen af deltageren og forbedre hans eller hendes præstation i humør-følsom kreativitet opgave.
I denne artikel beskrev vi to detaljerede protokoller for de virtuelle hånd og virtuel-ansigt illusion paradigmer, hvor vores virtuelle-face undersøgelse var den første til at kopiere den traditionelle strøg-induceret face-ejerskab illusion i virtual reality, sammen med repræsentative resultater fra de to paradigmer.
De signifikante synkront effekter viser, at vi var en succes at inducere illusoriske ejerskab for den virtuelle hånd og den virtuelle ansigt, ligner mere traditionelle illusion paradigmer. At være i stand til at reproducere disse virkninger ved hjælp af virtual reality teknikker har betydelige fordele 11, 24. Virtual reality teknikker frigør forsøgslederen fra den temmelig kunstige og afbrydende strøg procedure og åbner nye muligheder for eksperimentelle manipulationer. For eksempel, morphing virtuelle effektorer tilladt os til systematisk manipulere virkningerne af appearance af den virtuelle hånd og ligheden mellem det virtuelle og deltagerens reelle hånd, eller ansigtsudtryk af den virtuelle ansigt. Virkningen af agentur kan også systematisk udforsket ved at variere graden (f.eks umiddelbarhed), som deltagerne kan styre bevægelserne af den kunstige effektor.
En anden lovende vej for fremtidig virtual reality forskning er første persons perspektiv (1PP) virtual reality erfaringer. 1PP erfaringer kan skabe en enorm følelse af fordybelse og følelse af tilstedeværelse, på en helt anden målestok end en tredje person perspektiv virtual reality oplevelse 25, 26, 27, 28. I 1PP erfaringer kan man virkelig føle sig som en er avatar, er, at man bogstavelig talt med Europa avatar. Dette åbner muligheder for alle former for manipulationer såsom aftagning dele af en persons legeme 28, elongating 29, reskalere kropsdele 30, eller ændring af en persons hud farve 31, 32.
Da de nuværende og mange andre resultater viser, kontrollerende virtuelle begivenheder i en synkron måde øges betydeligt opfattelsen af disse begivenheder, der tilhører ens egen krop. For eksempel, vores resultater fra hånden studiet tyder på, at øjeblikkelig kontrol er en vigtig cue til at skelne mellem selv-producerede og andre produceret hændelser (dvs. personlige agentur) og mellem selv-relaterede og andre hændelser (dvs. krop ejerskab) . Resultaterne præsenteres her og andre steder tyder på, at bottom-up information spiller en afgørende rolle i fremkomsten af fænomenale selv-repræsentation, selv for kropsdele, der ikke er som identitet-relaterede som ens egen krop del 4.
jove_content "> Den mest kritiske del af de beskrevne protokoller er induktion proces, som indfører sammenhænge mellem visuelle, taktile og motor (dvs. proprioceptive) oplysningsskilte disse korrelationer tillader kognitive system at udlede ejerskab og agentur. Da disse korrelationer stole på relative timing af de respektive begivenheder, såsom forsinkelsen mellem deltagerens egne bevægelser og bevægelser kunstige effektor, er det afgørende at holde forsinkelser i behandlingen (især med hensyn til oversættelse af data fra dataglove til bevægelsen af den virtuelle effektor på skærmen) til et minimum. med vores eksperiment setup den maksimale forsinkelse er omkring 40 ms, hvilket er næppe mærkbar og ikke hæmmer opfattelsen af kausalitet og agentur. Shimada, Fukuda, og Hiraki 33 har foreslået, at den kritiske tidsvindue for forekomsten af multisensoriske integrationsprocesser der udgør selvstændige organ repræsentation er 300 ms,hvilket betyder, at længere forsinkelser kan reducere opfattelsen af kontrol over virtuelle begivenheder.Et andet vigtigt aspekt af protokollen er stram eksperimentel kontrol over deltagerens hånd eller ansigt bevægelser, afhængigt af paradigme. Under induktion, aktive bevægelser af den respektive faktor er afgørende, da de krævede intersensory korrelationer afhænge af aktiv eksplorative bevægelser på siden af deltageren. Det er derfor vigtigt at tilskynde deltagerne til at bevæge sig ofte og til at engagere sig i aktiv udforskning. I andre faser af eksperiment, kan bevægelser forringe dog målingen. For eksempel i den virtuelle hånd illusion paradigme, bevæger venstre (hvorfra SCR blev registreret) sandsynligvis gøre målinger af SCR niveau støjende og upålidelig.
En begrænsning af den virtuelle hånd illusion paradigme teknik er, at af praktiske grunde, deltagerne almindeligvis bære en dataglove og orientering tracker under hele eksperimentet (så at minimere distraktion). Det kan ikke være behageligt, hvilket igen kan påvirke stemningen eller motivation for deltageren. En mulig løsning for dette problem ville være at bruge lysere udstyr eller skræddersyede wearables. En anden begrænsning i vort aktuelle virtuelle ansigt illusion paradigme teknik er, at udstyret kun registrerer hoved bevægelser, men ingen ændringer i ansigtsudtryk. Muligt for deltagerne at kontrollere ansigtsudtryk af en virtuel ansigt vil kunne bidrage til ejerskab illusioner, men dette ville kræve hardware og software, der giver pålidelig detektering og kategorisering af ansigtsudtryk hos mennesker-som vi endnu ikke har til rådighed i vores laboratorium. Brugen af for eksempel real-time (facial) motion capture forsyningsvirksomheder ville være til stor gavn i at overvinde disse begrænsninger og vil give os mulighed for at øge følelsen af agentur og ejerskab af avatarer til betydeligt højere niveauer.
Som foreslået afresultaterne fra vores undersøgelse 8, folk overveje forskellige informationskilder og opdatere deres krop repræsentation kontinuerligt. De synes at bruge bottom-up oplysninger og top-down information på en kompenserende måde, i den forstand, at en kilde til information spiller en større rolle i fravær af den anden-ligner det, der er antaget til følelsen af agenturet 34. Det giver interessante muligheder for fremtidig forskning, som det for eksempel viser, at ejerskab kan opfattes selv for kunstige effektorer i akavede arbejdsstillinger, forudsat en tilstrækkelig grad af overfladen lighed, eller omvendt (dvs. hvis den kunstige effektor perfekt flugter med den virkelige effektor men adskiller sig fra det i form af overflade funktioner). De foreliggende resultater tyder også på, at grænserne mellem sig selv og andre er temmelig plastik, så træk af en anden person eller agent kan opfattes som en funktion i sig selv, forudsat en vis grad af synchrony mellem ens egen adfærd, og at den anden 35, 36.
The authors have nothing to disclose.
This work was funded by the Chinese Scholarship Council (CSC) to K. M., and an infrastructure grant of the Netherlands Research Organization (NWO) to B. H.
Vizard (Software controlling the virtual reality environment) | Worldviz | Vizard allows importing hand models and integrating the hand, dataglove and orientation tracker modules through self-written command scripts. These scripts can be run to control the presentation of the virtual hand in the virtual environment, the appearance of the hand and the way it moves; they also control vibrator activities. | |
Cybertouch (Dataglove) | CyberGlove Systems | Cybertouch | Participants wear this dataglove to control the movements of the virtual hand in the virtual environment. Measurement frequency = 100 Hz; Vibrator vibrational frequency = 0-125 Hz. |
Intersense (Orientation tracker) | Thales | InertiaCube3 | Participants wear the Intersense tracker to permit monitoring the orientation of their real hand (data that the used dataglove does not provide). Update rate = 180 Hz. |
Biopac system (Physiological measurement device) | Biopac | MP100 | The hardware to record skin conductance response. |
Acquisition unit (Physiological measurement device) | Biopac | BN-PPGED | The hardware to record skin conductance response. |
Remote transmitter (Physiological measurement device) | Biopac | BN-PPGED-T | Participants wear the remote transmitter on their left hand wrist; it sends signals to the Biopac acqusition unit. |
Electrode (Physiological measurement device) | Biopac | EL507 | Participants wear the electrode on their fingers; it picks up skin conductance signals. |
AcqKnowledge (Software controlling acquisition of physiological data) | Biopac | ACK100W, ACK100M | The software to record skin conductance responses. |
Box | Custom-made | Participants put their right hand into the box | |
Computer | Any standard PC + Screen (could be replaced by VR glasses/devive) | Necessary to present the virtual reality environment, including the virtual hand. | |
Cape | Custom-made | Participants wear this cape on their right shoulder so they cannot see their right hand and arm. | |
Kinect (Head position tracker) | Microsoft | Kinect tracks the X-Y position of the participant's head. Recording frame rate = 30 Hz. | |
FAAST (Head position tracker software) | MXR | FAAST 1.0 | Software controls Kinect and is used to track the position of the participant's head. |
Intersense (Head orientation tracker) | Thales | InertiaCube3 | Intersense tracks rotational orientation changes of the participant's head. Update rate = 180 Hz. |
Facegen (Face-model generator software) | Singular Inversions | FaceGen Modeller | Facegen allows creating various virtual faces by varying various parameters, such as male/female-ness or skin color. |
Cap | Any cap, e.g., baseball cap | The cap carries the Intersense orientation tracker. | |
Computer | Any standard PC + Screen | Necessary to present the virtual reality environment, including the virtual head. |