Terwijl eerder onderzoek naar lichamelijk zelfbewustzijn ervan uitging dat bewegingen van zelf- en andere oorsprong waarneembaar waren, stelt dit protocol hen in staat om dubbelzinnig te zijn op een virtuele hand met onbedoelde lichte bewegingen. Dit stelt ons in staat om iemands ervaring te observeren die wordt gevormd door SoO en ander geproduceerde SoA, in plaats van de afwezigheid van SoA.
Het gevoel dat een lichaamsdeel het eigen lichaam is (gevoel van eigenaarschap; SoO) en het gevoel gebaseerd op het oorzakelijk verband tussen iemands wil en handelen (zin van agentschap; SoA) zijn erkend als de basis van ons lichamelijke zelfbewustzijn. Voorheen werd de illusoire SoO over een neplichaamsdeel (bijv. rubberen hand) geïntroduceerd als de rubberen handillusie (RHI). Bovendien werd vastgesteld dat men ook een SoA kon oproepen over een object met bewegingen die verband houden met de eerdere bedoeling van de soa. Aan de andere kant impliceert de postdictiviteit van onze spontaniteit dat het in wezen onafscheidelijk is of acties afkomstig zijn van zichzelf of van anderen. Met andere woorden, onze SoA of dagelijkse ervaringen worden verkregen in een onafscheidelijk scenario. Eerder onderzoek heeft echter de premisse gehandhaafd dat zelf- en andere oorsprongsbewegingen waarneembaar te onderscheiden zijn. Hier implementeren we een protocol om deze aspecten dubbelzinnig te maken voor de deelnemers en om in te schatten of ze SoO en/of SoA kunnen voelen en hoe. Hiervoor maken we gebruik van een experiment met behulp van virtual reality, waarbij deelnemers virtuele vingers heel langzaam (of snel of niet bewegen) zien bewegen terwijl hun eigen vingers niet bewegen. Voor de evaluatie van de illusoire SoO worden metingen van huidgeleidingsreacties tegen een mesdreiging aangenomen. Daarnaast introduceren we face-to-face interviews om te bepalen of de gevoelens met betrekking tot de langzame beweging overeenkomen met de conventionele SoA-definitie. Onze representatieve resultaten suggereren dat de SoO over de hand wordt opgeroepen, en verschillende houdingen om zijn beweging als de eigen deelnemer te accepteren met het besef dat ze niet zijn ontstaan, worden door de meerderheid gerapporteerd. Zoals de resultaten laten zien, is de nieuwigheid van dit protocol het ontdekken dat de SoO in een dergelijke situatie samenwerkt met een extern geproduceerde SoA om zijn eigen lichamelijke ervaring vast te stellen in plaats van de onafhankelijkheid van de SoO en SoA.
Hoe ziet men zijn lichaam of de acties die men als zijn eigen lichaam heeft uitgevoerd? Deze sensaties vormen ons lichamelijk zelfbewustzijn en onze eigen ervaring. Een dergelijk probleem, met name in termen van “minimaal zelf”, wordt beschouwd als een gevoel van eigenaarschap (SoO), het gevoel om het lichaam als het eigen lichaam te voelen, en een gevoel van agentschap (SoA), het gevoel van auteurschap over lichamelijke beweging1. Veel studies over SoO/SoA zijn gebaseerd op het vergelijkingsmodel2, waarin iemands acties worden onderworpen aan interne vergelijkingsprocessen3,4,5,6. Het comparatormodel beschrijft een feed-forward lus die intentie koppelt aan een voorspelling van iemands beweging en een feedbacklus met betrekking tot sensorische feedback op de voorspelling; deze lussen zijn erkend als de SoA en SoO, respectievelijk1,6.
Als middel voor experimenteel onderzoek zijn illusies over lichaamsoverdracht gebruikt. Een typische benadering is de rubberen handillusie (RHI), waarin synchroon strelen van de verborgen handen en nephanden van deelnemers voor hen illusoir eigendom van de nephand oproept7. Hoewel het oorspronkelijke RHI alleen betrekking heeft op het SoO, hebben recente implementaties van het RHI met een beweegbare hand het mechanisme van SoA kunnen beoordelen als het geven van ervaringen met feed-forward loop matching aan de deelnemers. Hoewel de SoO en SoA samenvallen in normaal gedrag1, kunnen ze onafhankelijk van elkaar zijn en kunnen beide afzonderlijk worden opgeroepen. Als deelnemers bijvoorbeeld een avatar te zien krijgen, voelen ze alleen een zwakke SoO, maar geen SoA, of als deelnemers hun hand hun duim zien verbergen vanuit het perspectief van een derde persoon, voelen ze alleen een SoA, maar geen SoO8. Een SoO die door een SoA wordt uitgelokt, is ook gerapporteerd9, en de relatie tussen de twee en hoe beide samen lichamelijk bewustzijn produceren, zijn nog steeds open vragen.
Hoewel SoA een brede term is, wordt het algemeen beschouwd als een sensatie van een gegenereerde actie terwijl het zich losmaakt van de buitenwereld. In die zin wordt, om de SoA experimenteel te evalueren, aangenomen dat de deelnemers zelf het echte lichaam of het neplichaam manipuleren, bijvoorbeeld met behulp van een handafbeelding geprojecteerd op een scherm10, een nephand op een houten paal11, of een hand op een deksel boven de hand van de deelnemer12,13. In deze studies, toen de zichtbare nephand werd gesynchroniseerd met door deelnemers gegenereerde beweging, werd de opkomst van de SoA bevestigd. Bovendien, wanneer de bewegingen extern werden gegenereerd, niet door een deelnemer, maar door een experimenteerder met behulp van een fysieke verbinding met de hand, werd bevestigd dat de afwezigheid van de SoA kon optreden, terwijl de SoO werd gehandhaafd. In die studies werd een paar afwezigheden en aanwezigheid van het agentschap uitgevoerd door een paar andere en zelf-oorsprongsbewegingen voor de deelnemer.
De vraag rijst: impliceert de afwezigheid van de SoA dat lichaamsbeweging door anderen wordt gemaakt, behalve die ene? Is er een duidelijke scheiding tussen mij en anderen? Ikzelf kan echter onbewust zijn, wat anderen in mezelf kunnen zijn. Wat bewusteloosheid betreft, kan men niet bepalen of een beweging afkomstig is van het zelf of van anderen. Hoewel het gevoel van autonome stuiptrekking voorbestemd is om relevant te zijn voor bewusteloosheid, hebben de vorige experimentele opstellingen geen aandacht besteed aan de ambiguïteit van het zelf en anderen. Om onbewuste beweging bij een experiment te betrekken, moet men een virtuele beweging implementeren die niet gemakkelijk kan worden bepaald als afkomstig van de deelnemer of anderen. Een dergelijke dubbelzinnigheid van de deelnemer en anderen wordt ook waargenomen in de bespreking van “gereedheidspotentieel”14. Het bereidheidspotentieel voorafgaand aan de vrije wil en het opzettelijke bewustzijn kan worden vergeleken met anderen en mij in een brein, respectievelijk15. Met andere woorden, het zelf en anderen in het zelf zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden. In feite is er gedragsmatig op gewezen dat SoA op een postdictieve manier zou kunnen worden verworven16,17. Gezien het feit dat ons SoA of lichamelijk zelfbewustzijn in zo’n zelf/andere dubbelzinnigheid kan worden verworven, terwijl eerder onderzoek naar SoO/SoA is uitgevoerd nadat ze waarneembaar te onderscheiden zijn, is het noodzakelijk om te onderzoeken wat voor soort subjectieve ervaring optreedt wanneer beide partijen dubbelzinnig zijn.
Hier introduceren we een protocol waarmee we SoO/ SoA-effecten op een virtuele hand kunnen evalueren met lichte bewegingen, zodat het onduidelijk is of de beweging zelf- of ander is ontstaan. Met behulp van virtual reality (VR) werden onze deelnemers gemaakt om een virtuele hand te zien vanuit het perspectief van de eerste persoon via een head-mounted display (HMD) zonder te vertellen van wie de hand is. Hun hand kreeg een tactiele stimulus (strelen met een penseel) synchroon met de penseelbeweging op de hand die in HMD wordt getoond, en na een minuut beginnen de vingers in de video plotseling langzaam te bewegen. Ter vergelijking, we hebben zes proeven uitgevoerd voor elke deelnemer, onder drie voorwaarden (in tweevoud): geen handbeweging, langzame beweging (ambiguïteit tussen zelf- en andere oorsprong) en snelle beweging (duidelijk niet zelf- maar andere oorsprong). Om de SoO te evalueren, werden SCR-metingen (Skin Conductance Response) uitgevoerd. De verandering in SCR tijdens een presentatie van een bedreiging werd gebruikt als een indicator van lichamelijk zelf18,19,20, omdat het een online en objectieve schatting biedt. In deze studie definieerde we SCR als gevolg van een mesdreiging na handbeweging als de intensiteit van de SoO18,19. Bovendien werden voor de evaluatie van de SoA subjectieve rapporten verzameld met behulp van face-to-face interviews na alle RHI-procedures. Hier zou men kunnen worden verondersteld dat een dergelijke dubbelzinnige beweging tussen zelf- en andere oorsprong ertoe zou leiden dat de lichamelijke beweging afkomstig van een ander wordt gezien als die van de deelnemer. Een dergelijke herschrijven van het oorzakelijk verband in SoA kan niet worden vastgelegd door de vooraf vastgestelde methode om eenvoudigweg de consistentie tussen iemands intentie en zijn handelen te evalueren. Daarom moesten de deelnemers in conventionele RHI-studies bepaalde verklaringen scoren die de sensatiebeschrijven 13, dit protocol stelt deelnemers in staat om hun sensaties in hun eigen woorden te beschrijven. Nadat de subjectieve rapporten op een dergelijke manier zijn verzameld, worden de stappen voor het classificeren en evalueren ervan voorbereid. Deze series stellen ons niet alleen in staat om te bepalen of SoA aanwezig of afwezig was, maar ook om te observeren hoe hun sensaties, die werden geaccepteerd als hun eigen ervaring, verschilden van de stereotiepe SoA.
Het doel van dit protocol is om de inherente onafscheidelijkheid te benadrukken van de vraag of de oorsprong van actie het zelf van de deelnemer is of een ander. Men zou kunnen aannemen dat een dergelijke onafscheidelijkheid ervoor zorgt dat de deelnemers de beweging van buitenaardse oorsprong accepteren als hun eigen ervaringen. Hier stelden we een methode voor om de sensaties in een dergelijke situatie te verzamelen, verwijzend naar de conventionele discussie van de SoO / SoA. Als middel om dit te bereiken, worden stap 1.13 (het voorbereiden van de video) en stap 2.2.8 (het laten zien onder plausibele omstandigheden) bereikt door het gedrag van het waargenomen lichaamsdeel op passende wijze te verschuiven van dat van het werkelijke. Enkele andere stappen ondersteunen dit doel vanuit de volgende twee punten. Het eerste punt is om het virtuele beeld dichter bij de realiteit te brengen. Zo is de wereld in de video visueel afgestemd op de echte wereld met betrekking tot de handfuncties (stap 1.4, 1.17 en 2.2.3), laboratoriumlandschappen (stap 1.1) en de tegenoverliggende experimenteerder (stap 2.2.1). Bovendien zou het tot stand brengen van intermodale interactie ook doeltreffend zijn, aangezien dit van essentieel belang wordt geacht , met name in de volledige lichaamsoverdrachtsillusie24,25. Daarom zou het effectief zijn om een 360-gradenbeeld te gebruiken (stap 1.2; overeenkomend met de visuele informatie en hoofdbewegingscontrole) en om de trajecten nauwkeurig te traceren (stap 2.2.8; matching van visueel en tactiel gevoel). Het tweede punt is het verbreden van de interpretatie van (virtuele) visuele informatie. Dit punt werd ook benadrukt in een andere studie die deelnemers onzeker maakte of hun mening in HMD virtueel of echt was26. Hoewel de auteurs dit doel bereikten door de virtuele en echte visuele resolutie gelijk te verminderen, hebben we in dit protocol de volgende twee methoden toegepast in stap 2.2.3, om geen informatie te geven over wat zou worden getoond en om zichzelf te laten ontspannen. Deze zorgen leken te werken gezien de reactie op een vraag “Raad eens naar welke hand je keek?” die we na Q3 aan alle deelnemers vroegen om de geldigheid van dit protocol te bevestigen (dit is een extra vraag die niet in het protocol hoeft te verschijnen). Toen, in plaats van dat niemand correct antwoordde dat het een vooraf opgenomen video was, bleek dat de meerderheid van hen experimenteerde met onzekerheden en verschillende mogelijkheden toestond.
Bovendien wordt stap 2.3 als belangrijk beschouwd bij het evalueren van dergelijke gevoelens dat de lichamelijke beweging afkomstig van anderen wordt gezien als de eigen beweging en die ook tegenstrijdigheden kan bevatten wanneer deze objectief worden bekeken. Terwijl in de typische methode met behulp van een vragenlijst over SoO / SoA, deelnemers worden gepresenteerd de voorbereide uitdrukkingen over de gevoelens eerst, in dit protocol, worden ze gevraagd om hun gevoelens te beschrijven in woorden van hun eigen. Op deze manier kunnen we herinterpretatie van hun ervaring door de gegeven uitdrukkingen door de experimenteerder voorkomen en tegenstrijdige antwoorden verzamelen. Eigenlijk, zoals hierboven getoond, meldde de meerderheid van onze deelnemers dat de waargenomen beweging compatibel was met wat voor hen relevant was. Bovendien konden we de antwoorden “het was als de mijne en niet de mijne” verzamelen van drie deelnemers in stap 2.3.4. Daarnaast is het ook opmerkelijk dat illusoire sensorische feedback werd gerapporteerd in Type 3, hoewel het aantal klein was. Die punten die in eerdere RHI-studies niet waren waargenomen, zouden ons nieuw inzicht kunnen bieden.
Met betrekking tot de mogelijkheden om deze methode te verbeteren en op te lossen, is een veel voorkomend probleem dat het nauwkeurig traceren van het penseeltraject belangrijk maar moeilijk is. Inderdaad, de illusie verdwijnt zodra de beweging van de borstel asynchroon is7,27. Onze proefpersonen meldden ook dat het gevoel van eigenaarschap plotseling verdween op het moment dat de experimenteerder niet per ongeluk kon traceren. Hoewel is gemeld dat de illusie-intensiteit toeneemt met toenemende complexiteit en willekeur van de borstelbeweging, raden we aan om een eenvoudig traject te nemen dat niet gemakkelijk verkeerd is in plaats van het risico te nemen. Bovendien zou men zich met betrekking tot de SCR-meting zorgen kunnen maken dat de deelnemers kunnen wennen aan de herhaalde mesdreiging. In sommige eerdere studies19,22werd het experiment echter nog veel vaker uitgevoerd (bijvoorbeeld dertig keer19). Dit protocol stelt twee proeven voor elke voorwaarde voor, voor een totaal van zes keer per deelnemer om hun last te verminderen, als het minimumaantal keren dat het verschil tussen de drie voorwaarden zou onthullen. Bovendien is het mogelijk om te overwegen het aantal proeven voor een meer statistisch betrouwbare gegevensverzameling te verhogen en het effect van iteratie van de studie te bestuderen. Een ander punt, onze materialentabel toont de set apparatuur die we gebruikten om onze representatieve resultaten te verkrijgen. Vooral omdat de op het hoofd gemonteerde displayfabrikanten echter vaak worden bijgewerkt naar nieuwe producten, wordt het catalogusnummer (Oculus DK2) in de tabel nu stopgezet. Momenteel kan hetzelfde experiment worden uitgevoerd met behulp van het nieuwste model (Oculus Rift S of Quest 2; in dit geval is het bijbehorende scherm een pc met Windows OS in plaats van Mac OS), en we raden aan om uit te voeren met het product dat op dat moment beschikbaar is.
Een aanzienlijke beperking van dit protocol is dat de schatting van SoA afhangt van de retrospectieve methode. De reden dat het face-to-face interview wordt ingesteld als de laatste stap van het experimentele proceduregedeelte en niet alleen na de doelproeven (het spoor in de “langzame” toestand), zoals algemene methoden13, is om te voorkomen dat de deelnemers hun aandacht richten op de vraag in de daaropvolgende proeven. Gezien het feit dat dit risico een grotere impact had op het hele experiment, hebben we de huidige volgorde bepaald. Aan de andere kant, dit geval waarin andere proeven worden ingevoegd tussen de doelproef en het interview, doet zich de risico’s voor dat het verworven gevoel gemengd of vergeten zou worden. Hier werd dat probleem verholpen door gebruik te maken van de vragen 1 en 2. Bovendien is het gebruik van algemene vragenlijsten nog steeds retrospectief. Daarom kan het ontwikkelen van een meetmethode die parallel met het experiment kan worden uitgevoerd met fysiologische indexen zoals SCR als een veelvoorkomend probleem worden beschouwd. Bovendien kan het mogelijk zijn om enkele verschillen waar te nemen bij het vergelijken van de trends van de subjectieve rapporten met langzame en snelle omstandigheden. Hoewel het herhalen van vragen het risico met zich mee brengt dat de retrospectieve subjectieve rapporten van de deelnemers worden beïnvloed, is een mogelijke benadering een vergelijking tussen groepen, om slechts één voorwaarde aan elk te stellen.
Kortom, dit protocol heeft een situatie geïmplementeerd waarin de SoO naast de SoA bestaat die inconsistent is voor één lichaamsdeel, waardoor een goede balans ontstaat tussen verschil en consistentie tussen de getoonde toestand en de werkelijke toestand. Deze keer, omwille van de vereenvoudiging, wordt de echte hand van de deelnemers gemaakt om stabiel te zijn en de getoonde hand is gemaakt om enigszins te bewegen, maar het tegenovergestelde geval is ook van toepassing. In dat geval is het belangrijk dat elke deelnemer zijn vingers met een uniforme snelheid en afstand beweegt; daarom is het noodzakelijk om dit proces ruim van tevoren te bevestigen en te oefenen. Bovendien kan een breed scala aan toepassingen worden voorgesteld, zoals de case met een verandering in de vorm en/of het aantal getoonde vingers of de case met interventie en/of interactie met de voor de hand liggende handen van anderen.
The authors have nothing to disclose.
Dit werk werd ondersteund door Waseda University.
display | Apple Inc. | MacBookAir | for mirroring the screen which is shown to the participants in the HMD |
head mounted display | Oculus VR Inc. | Oculus DK2 | for dispaying the 360° videos |
metronome apptication | ihara-product | Smart Metronome | for generate reference tones |
SCR data acquisition device | Biopac Systems inc. | Biopac System MP150 | for SCR data mesurement |
SCR data processing software | Biopac Systems inc. | AcqKnowledge 4.1 | for SCR data processing |
smart phone | Apple Inc. | iPhone SE | for playing reference tones |
statistical analyzing software | The R Foundation | R 3.4.2. | for statistical analyzing |
360° camera | RICOH Company Ltd. | RICOH THETA S | for preparing the videos |