2016年10月27日
この記事では、ミラーの錯覚を使用して機械学習を用いた分析と心理物理手順を組み合わせた2次元平面上に固有受容ドリフトを推定する新規な方法を説明します。
この手順の全体的な目標は、参加者の手の位置を自由に選択して、固有受容ドリフトを 2D で推定および視覚化することです。この方法は、自己身体の感覚を操作する方法を探求することにより、心理物理学、工学、およびリハビリテーションの健康における重要な質問に答えるのに役立ちます。この手法の主な利点は、参加者が手の位置を選択できる状況で、固有受容性ドリフトを2Dで推定し、視覚化できることです。
自己意識は、もともと身体リハビリテーションの研究分野で議論されています。しかし今では、仮想アバターや人工体など、具現化の文脈でのエンジニアリングに拡大されています。まず、参加者に手のかかとを鏡に接触させたままタッピング動作を行うように指示します。
次に、メトロノームを毎分60ビートのテンポで開始します。メトロノームの音に合わせて両手を同期して動かすように参加者に指示します。参加者の手の動きのタイミングが1秒あたり1サイクルに近いことを確認するために、タッピングが始まって数分後のメトロノームの音と比較します。
まず、状態に応じてスタンドに鏡や黒板を取り付けます。視覚的なフィードバック条件には鏡を使用し、視覚的なフィードバックのないカウンターバランス状態には黒板を使用します。参加者を矢状面の中央に沿って配置された鏡の近くに座
らせます。参加者が左手の鏡像しか見ることができず、本当の右手を見ることができないことを確認します。次に、実験中に鏡に映る自分の左手の像に注意を払うように参加者に指示します。参加者の右人差し指先と手首に再帰反射マーカーを置きます。
参加者に、右手の触覚が左手と比較してマーカーによって大きく変化していないことを確認します。次に、ノイズキャンセリングヘッドホンを参加者の耳に当てて、メトロノームが聞こえないようにします。参加者に、左手を鏡の右下隅から垂直に30センチ、水平に30センチ動かすように指示し、実験中はこの左手の位置を維持する
ように指示します。この位置を 2D 平面のサーフェスの原点として設定します。最後に、参加者に右手を鏡の反対側の任意の位置に置いて、試行が終了するまでその位置を維持するように指示します。トライアルの開始時に、参加者にフットペダルの中央のボタンを押すように指示すると、ペダルを踏んだフィードバックとしてヘッドフォンからビープ音が
鳴ります。ビープ音が鳴ったら、参加者に鏡の上で両手で1ヘルツを同期してタッピングを開始するように指示します。参加者が6回の手の動きを終えたら、立ち止まって、右手と左手が同じ位置にあると感じるかどうかについての質問に答えるように指示します。「はい」の場合は右足ペダルを使用し、「いいえ」の場合は左足ペダルを使用します。
次に、参加者に右手を別の好きな位置に移動するように指示します。その後、実践したとおりにトライアルを再開します。参加者がタスクを理解していることを確認してから、実験を開始します。
実験全体を通して、メトロノームと比較した動きを見て、参加者のタッピングのタイミングが約1ヘルツにとどまることを確認します。100回の試行後に休憩を取り、別の日に他の条件の実験を完了します。まず、当事者意識と主体性に関するアンケートで回答収集のための13の右手の位置を定義することから始めます。
以前と同じ手順を完了することを参加者に伝えます。右手と左手を同期して6回叩いた後、7段階のリッカート尺度を使用して、当事者意識と主体性に関する質問に口頭で答えるように指示します。回答に基づいてアンケートのスコアを記入します。
評価は、ネガティブな3つ(まったく同意しない)から、ポジティブな3つ(完全に同意する)まで表示し、0は同意も不一致も不確かでもないことを示します。参加者がタスクを理解していることを確認します。最後に、参加者の右手を次の位置に移動し、再度試行を完了させます。
参加者が左手と右手の位置の間の空間オフセットを検出できなかった領域形状は、条件によって異なります。さらに、視覚フィードバックのある状態では、視覚フィードバックのある状態よりも面積サイズと状態が有意に大きく、固有受容感覚ドリフトを維持するために必要な視覚フィードバックと固有受容感覚フィードバックの間のオフセットは約10cmであることが示唆されます。ここで、固有受容ドリフトの可視化と、当事者意識や主体性に関するアンケート結果との比較から、これらの現象を維持するためのオフセット領域は同心円状でほぼ重なっていることがわかる。
この手法は、適切に実行すれば1時間で完了できます。なぜこの手順を試みるのかというと、参加者がタスクを正しく実行したかどうかを確認することを忘れないことが大切です。この手法が開発された後、心理物理学、工学、リハビリテーションの分野の研究者が、多次元での所有権と主体性のためのこの次元の方法を探求する道が開かれます。
このビデオを見た後、この実験中に参加者の右手の動きを推定する方法と人間の行動についてよく理解できるはずです。
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本記事では、ミラーイリュージョンを用いて2次元平面における固有受容感覚ドリフトを推定する新しい手法を提示します。この技術は、心理物理学的手順と機械学習解析を組み合わせたものです。
この手法により、身体所有感の知覚を2つの次元で定量的に評価することが可能となり、神経義肢やリハビリテーション機器開発におけるメカニズム的なリスク低減が促進されます。客観的なモーショントラッキングと主観的な現象学的評価を統合することで、ヒューマンマシンインターフェースにおける身体化(エンボディメント)を評価するための予測的な信頼性が得られます。このアプローチは、肢のリハビリテーション用感覚フィードバックシステムおよび身体化技術設計の検証における、重要なトランスレーショナルギャップを埋めるものです。
本手法はディスカバリーバイオロジーの段階に位置付けられており、リハビリテーション技術開発におけるリード同定に先立つ、体現メカニズムの仮説検証を支援するものである。