Mano virtuale con movimento ambiguo tra sé e altra origine: senso di proprietà e agenzia "altri prodotti"
Summary
Mentre precedenti ricerche sull’autocoscienza corporea presumevano che i movimenti di auto e di altra origine fossero percettivamente distinguibili, questo protocollo permette loro di essere ambigui su una mano virtuale con movimenti leggeri involontari. Questo ci permette di osservare la nostra esperienza formata da SoO e soa di altro prodotto, piuttosto che l’assenza di SoA.
Abstract
La sensazione che una parte del corpo sia il proprio corpo (senso di proprietà; SoO) e il sentimento basato sul rapporto causale tra la volontà e l’azione (senso di agenzia; SoA) sono stati riconosciuti come la base della nostra autocoscienza corporea. In precedenza, l’illusorio SoO su una parte del corpo finta (ad esempio, mano di gomma) era introdotto come illusione della mano di gomma (RHI). Inoltre, è stato determinato che si poteva anche evocare una SoA su un oggetto con movimenti legati all’intenzione precedente dell’uno. D’altra parte, la postdictivity della nostra spontaneità implica che è essenzialmente inseparabile se le azioni provengono da se stessi o da altri. In altre parole, il nostro SoA o le esperienze quotidiane si ottengono in uno scenario inseparabile. Ricerche precedenti, tuttavia, hanno mantenuto la premessa che i movimenti di origine e di altra origine sono percettivamente distinguibili. Qui, implementiamo un protocollo per rendere questi aspetti ambigui per i partecipanti e per stimare se possono sentire SoO e / o SoA e come. A tal fine, utilizziamo un esperimento che utilizza la realtà virtuale, in base al quale i partecipanti osservano le dita virtuali muoversi molto lentamente (o rapidamente o non muoversi) mentre le proprie dita non si muovono. Per la valutazione della SoO illusoria, vengono adottate misurazioni delle risposte di conduttanza cutanea contro una minaccia di coltello. Inoltre, introduciamo interviste faccia a faccia per determinare se le sensazioni relative al movimento lento corrispondono alla definizione convenzionale di SoA. I nostri risultati rappresentativi suggeriscono che la SoO è evocata a mano, e vari atteggiamenti per accettare il suo movimento come proprio del partecipante con la consapevolezza che non l’hanno originato sono segnalati dalla maggioranza. Come dimostrano i risultati, la novità di questo protocollo è scoprire che in una situazione del genere, la SoO collabora con una SoA prodotta esternamente per stabilire la propria esperienza corporea piuttosto che l’indipendenza della SoO e della SoA.
Introduction
Come si percepiscono il proprio corpo o le azioni che si sono svolte come proprie? Queste sensazioni costituiscono la nostra autocoscienza corporea e la nostra esperienza. Tale problema, in particolare in termini di “io minimo”, è stato considerato come un senso di proprietà (SoO), il senso di sentire il corpo come il proprio e un senso di agenzia (SoA), il senso di paternità sul movimento corporeo1. Molti studi su SoO/SoA sono stati basati sul modello di comparatore2,in cui le azioni sono sottoposte a processi diconfronto interno 3,4,5,6. Il modello di comparatore descrive un loop feed-forward che collega l’intenzione con una previsione del proprio movimento e un ciclo di feedback relativo al feedback sensoriale alla previsione; questi cicli sono stati riconosciuti come SoA e SoO, rispettivamente1,6.
Come mezzo di indagine sperimentale, sono state utilizzate illusioni sul trasferimento del corpo. Un approccio tipico è l’illusione della mano di gomma (RHI), in cui l’accarezzamento sincrono delle mani nascoste dei partecipanti e delle mani finte situate di fronte a loro evoca la proprietà illusoria della manofinta 7. Mentre l’RHI originale si riferisce solo alla SoO, le recenti implementazioni della RHI dotate di una mano mobile hanno permesso di valutare il meccanismo di SoA come fornire esperienze di loop feed-forward corrispondenti ai partecipanti. Sebbene soo e soa coincidano nel comportamentonormale 1, possono essere indipendenti l’uno dall’altro ed entrambi possono essere evocati separatamente. Ad esempio, se ai partecipanti viene mostrato un avatar, sentono solo un SoO debole ma non un SoA, o se i partecipanti vedono la mano nascondere il pollice dal punto di vista di una terza persona, sentono solo un SoA ma non un SoO8. Un SoO suscitato da una SoA è stato anche riportato9, e la relazione tra i due e come entrambi insieme producono coscienza corporea sono ancora domande aperte.
Sebbene SoA sia un termine ampio, è comunemente considerato come una sensazione di azione generata mentre si distacca dal mondo esterno. In questo senso, al fine di valutare la SoA sperimentalmente, si presume che i partecipanti stessi manipolano il corpo reale o il corpo falso, ad esempio, utilizzando un’immagine della mano proiettata su unoschermo 10,una mano finta situata su un palodi legno 11,o una mano situata su una copertura sopra la mano delpartecipante 12,13. In questi studi, quando la mano falsa visibile è stata sincronizzata con il movimento generato dai partecipanti, è stata confermata l’emergere della SoA. Inoltre, quando i movimenti sono stati generati esternamente non da un partecipante ma da uno sperimentatore che utilizza una connessione fisica alla mano, è stato confermato che l’assenza della SoA poteva verificarsi, mentre il SoO è stato mantenuto. In tali studi, una coppia di assenze e presenza dell’agenzia è stata implementata da una coppia di altri movimenti di auto-origine per il partecipante.
Sorge la domanda: l’assenza della SoA implica che il movimento del corpo è fatto da altri tranne quello? C’è una netta separazione tra me e gli altri? Tuttavia, io stesso potrei coinvolgere l’incoscienza che potrebbe essere altrui in me stesso. Per quanto riguarda l’incoscienza, non si può determinare se un movimento ha origine dal proprio sé o da altri. Sebbene la sensazione di convulsione autonoma sia destinata ad essere rilevante per l’incoscienza, le precedenti configurazioni sperimentali non hanno prestato attenzione all’ambiguità del sé e degli altri. Per coinvolgere il movimento inconscio in un esperimento, è necessario implementare una mossa virtuale che non può essere facilmente determinata come originata dal partecipante o da altri. Tale ambiguità del partecipante e di altri si osserva anche nella discussione sul “potenziale di preparazione”14. Il potenziale di prontezza che precede il libero arbitrio e la coscienza intenzionale può essere paragonato ad altri e a me in un cervello,rispettivamente 15. In altre parole, il sé e gli altri in se stessi sono inseparabili l’uno dall’altro. Infatti, dal punto di vista comportamentale, è stato sottolineato che SoA potrebbe essere acquisita in modo postdictive16,17. Considerando che la nostra SoA o autocoscienza corporea potrebbe essere acquisita in una tale ambiguità di sé / altro, mentre precedenti ricerche su SoO / SoA sono state effettuate dopo averle rendendole percettivamente distinguibili, è necessario indagare che tipo di esperienza soggettiva si verifica quando entrambe le parti sono ambigue.
Qui, introduciamo un protocollo che ci consente di valutare gli effetti SoO / SoA su una mano virtuale con lievi movimenti in modo tale che non è chiaro se il movimento sia auto-o di altro tipo. In particolare, utilizzando la realtà virtuale (VR), i nostri partecipanti sono stati fatti vedere una mano virtuale dal punto di vista della prima persona attraverso un display montato sulla testa (HMD) senza dire a chi appartiene la mano. Alla loro mano è stato dato uno stimolo tattile (accarezzando con un pennello) in sincronia con il movimento del pennello sulla mano mostrato in HMD, e poi, dopo un minuto, le dita nel video iniziano improvvisamente a muoversi lentamente. Per confronto, abbiamo condotto sei prove per ogni partecipante, seguendo tre condizioni (in duplicato): nessun movimento della mano, movimento lento (ambiguità tra auto- e altra origine) e movimento veloce (chiaramente non auto- ma altra origine). Per valutare la SoO, sono state adottate misurazioni della risposta alla conduzione cutanea (SCR). Il cambiamento nell’SCR durante una presentazione di una minaccia è stato utilizzato come indicatore di sécorporeo 18,19,20, in quanto fornisce una stima online e obiettiva. In questo studio, abbiamo definito SCR derivante da una minaccia di coltello a seguito del movimento della mano come l’intensità della SoO18,19. Inoltre, per valutare la SoA, sono stati raccolti rapporti soggettivi utilizzando interviste faccia a faccia dopo tutte le procedure RHI. Qui, si potrebbe supporre che un movimento così ambiguo tra sé e l’altra origine farebbe sì che il movimento corporeo proveniente da un altro sia percepito come proprio del partecipante. Tale riscrittura della relazione causale in SoA non può essere catturata dal metodo prestabilito per valutare semplicemente la coerenza tra la propria intenzione e la propria azione. Pertanto, mentre negli studi RHI convenzionali, ai partecipanti è stato richiesto di segnare dichiarazioni date che descrivono lasensazione 13, questo protocollo consente ai partecipanti di descrivere le loro sensazioni con le proprie parole. Dopo che i rapporti soggettivi sono stati raccolti in questo modo, vengono preparati i passaggi per classificarli e valutarli. Queste serie ci permettono non solo di determinare se SoA fosse presente o assente, ma anche di osservare come le loro sensazioni, che sono state accettate come la loro esperienza, differivano dalla SoA stereotipata.
Protocol
Representative Results
Discussion
Lo scopo di questo protocollo è quello di evidenziare l’inseparabilità intrinseca del fatto che l’origine dell’azione sia l’io del partecipante o un altro. Si potrebbe supporre che tale inseparabilità incari i partecipanti ad accettare il movimento di origine aliena come proprie esperienze. Qui, abbiamo proposto un metodo per raccogliere le sensazioni in una situazione del genere, riferendosi alla discussione convenzionale del SoO / SoA. Come mezzo per raggiungere questo obiettivo, il passaggio 1.13 (preparazione del video) e il passaggio 2.2.8 (mostrarlo in circostanze plausibili) si ottengono spostando opportunamente il comportamento della parte corporea osservata da quello dell’effettivo. Alcuni altri passi sostengono questo obiettivo dai due punti seguenti. Il primo punto è rendere l’immagine virtuale più vicina alla realtà. Pertanto, il mondo nel video è visivamente allineato al mondo reale per quanto riguarda le caratteristiche della mano (passaggi 1.4, 1.17 e 2.2.3), i paesaggi di laboratorio (fase 1.1) e lo sperimentatore di rivestimento (fase 2.2.1). Inoltre, stabilire un’interazione tra modalità sarebbe anche efficace, in quanto è considerato essenziale, specialmente nell’illusione del trasferimento completodel corpo 24,25. Pertanto, sarebbe efficace utilizzare un’immagine a 360 gradi (passaggio 1.2; abbinare le informazioni visive e il controllo del movimento della testa) e tracciare con precisione le traiettorie (passaggio 2.2.8; corrispondenza della sensazione visiva e tattile). Il secondo punto è quello di ampliare l’interpretazione delle informazioni visive (virtuali). Questo punto è stato anche sottolineato in un altro studio che ha reso i partecipanti incerti sul fatto che la loro visione in HMD fosse virtuale oreale 26. Mentre gli autori hanno raggiunto questo obiettivo riducendo equamente la risoluzione visiva virtuale e reale, in questo protocollo abbiamo applicato i seguenti due metodi nel passaggio 2.2.3, per non fornire informazioni su ciò che sarebbe stato mostrato e per rilassarsi. Queste cure sembravano funzionare considerando la reazione a una domanda “Indovina quale mano stavi guardando?” che abbiamo chiesto a tutti i partecipanti dopo il terzo trimestre per confermare la validità di questo protocollo (questa è una domanda in più che non ha bisogno di apparire nel protocollo). Poi, invece di non avere nessuno che risponde correttamente che si trattava di un video preregistrato, si è scoperto che la maggior parte di loro stava sperimentando incertezze e permettendo varie possibilità.
Inoltre, il passaggio 2.3 è considerato importante per valutare tali sentimenti che il movimento corporeo proveniente dagli altri è percepito come proprio e che può anche contenere contraddizioni se visto obiettivamente. Mentre nel metodo tipico utilizzando un questionario su SoO / SoA, ai partecipanti vengono presentate prima le espressioni preparate sui sentimenti, in questo protocollo, sono invitati a descrivere i loro sentimenti in parole proprie. Questo modo ci permette di evitare la reinterpretazione della loro esperienza da parte delle espressioni date dallo sperimentatore e di raccogliere risposte contraddittorie. In realtà, come mostrato sopra, la maggior parte dei nostri partecipanti ha riferito che la mossa osservata era compatibile con ciò che era rilevante per loro. Inoltre, abbiamo potuto raccogliere le risposte “era come la mia e non la mia” da tre partecipanti nella fase 2.3.4. Inoltre, è anche degno di nota il fatto che il feedback sensoriale illusorio sia stato riportato nel tipo 3, anche se il numero era piccolo. Quei punti che non erano stati osservati in precedenti studi rhi potrebbero offrirci nuove informazioni.
Per quanto riguarda le possibilità di migliorare e risolvere questo metodo, un problema comune è che tracciare accuratamente la traiettoria del pennello è importante ma difficile. Infatti, l’illusione scompare non appena il movimento del pennello è asincrono7,27. I nostri soggetti hanno anche riferito che il senso di proprietà è improvvisamente scomparso nel momento in cui lo sperimentatore non è riuscito a rintracciare per caso. Mentre è stato riferito che l’intensità dell’illusione aumenta con l’aumentare della complessità e della casualità del movimento del pennello, si consiglia di prendere una traiettoria semplice che non si sbaglia facilmente piuttosto che correre il rischio. Inoltre, per quanto riguarda la misurazione scr, si potrebbe essere preoccupati che i partecipanti possano abituarsi alla minaccia ripetuta di coltello. In alcuni studi precedenti19,22, tuttavia, l’esperimento è stato condotto molte più volte (ad esempio, trenta volte19). Questo protocollo propone due prove per ciascuna condizione, per un totale di sei volte per partecipante per ridurre il loro carico, come il numero minimo di volte che rivelerebbe la differenza tra le tre condizioni. Inoltre, è possibile prendere in considerazione l’aumento del numero di prove per una raccolta di dati statisticamente più affidabile e studiare l’effetto dell’iterazione dello studio. Un altro punto, la nostra tabella dei materiali mostra l’insieme di attrezzature che abbiamo utilizzato per ottenere i nostri risultati rappresentativi. Tuttavia, soprattutto perché i produttori di display montati sulla testa vengono frequentemente aggiornati ai nuovi prodotti, il numero di catalogo (Oculus DK2) nella tabella è ora fuori produzione. Attualmente, lo stesso esperimento può essere eseguito utilizzando il modello più recente (Oculus Rift S o Quest 2; in questo caso il display corrispondente è un PC con sistema operativo Windows anziché Mac OS), e si consiglia di eseguire con il prodotto disponibile in quel momento.
Una limitazione considerevole di questo protocollo è che la stima di SoA dipende dal metodo retrospettivo. Il motivo per cui il colloquio faccia a faccia è impostato come l’ultima fase della parte della procedura sperimentale e non solo dopo le prove target (il percorso nella condizione “lenta”, come i metodigenerali 13,è quello di impedire ai partecipanti di concentrare la loro attenzione sulla questione nelle prove successive. Considerando che questo rischio ha avuto un impatto maggiore sull’intero esperimento, abbiamo impostato l’ordine corrente. D’altra parte, questo caso in cui vengono inserite altre prove tra la prova target e il colloquio presenta i rischi che il sentimento acquisito venga mescolato o dimenticato. Qui, questo problema è stato mitigato utilizzando le domande 1 e 2. Inoltre, l’uso di questionari generali è ancora retrospettivo. Pertanto, lo sviluppo di un metodo di misurazione che può essere eseguito in parallelo con l’esperimento utilizzando indici fisiologici come SCR potrebbe essere detto come un problema comune. Inoltre, può essere possibile osservare alcune differenze quando si confrontano le tendenze dei rapporti soggettivi con condizioni lente e veloci. Mentre ripetere le domande ha il rischio di influenzare i rapporti soggettivi retrospettivi dei partecipanti, un possibile approccio è un confronto tra gruppi, per porre una sola condizione a ciascuno.
In sintesi, questo protocollo ha implementato una situazione in cui la SoO coesiste con la SoA che è incoerente da una parte del corpo, creando un buon equilibrio di differenza e coerenza tra lo stato mostrato e lo stato effettivo. Questa volta, ai fini della semplificazione, la mano reale dei partecipanti è resa stabile e la mano mostrata viene fatta muovere leggermente, ma si applica anche il caso opposto. In tal caso, è importante che ogni partecipante muova le dita a una velocità e distanza uniformi; pertanto, è necessario confermare e praticare questo processo con largo anticipo nelle istruzioni. Inoltre, si può immaginare una vasta gamma di applicazioni, come il caso con un cambiamento nella forma e / o il numero di dita mostrate o il caso con l’intervento e / o l’interazione con le mani ovvie degli altri.
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato sostenuto dall’Università di Waseda.
Materials
| 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 |
Referencias
- Gallagher, S. Philosophical conceptions of the self: Implications for cognitive science. Trends in Cognitive Sciences. 4, 14-21 (2000).
- Frith, U., De Vignemont, F. Egocentrism, allocentrism, and Asperger syndrome. Consciousness and Cognition. 14, 719-738 (2005).
- Von Helmholtz, H. . Handbuch der Physiologischen Optik. , (1866).
- Sperry, R. W. Neural basis of the spontaneous optokinetic response produced by visual inversion. Journal of Comparative and Physiological Psychology. 43, 482-489 (1950).
- Richard, H., Sanford, J. F. Plasticity in human sensorimotor control. Science. 142, 45 (1963).
- Synofzik, M., Vosgerau, G., Newen, A. Beyond the comparator model: A multifactorial two-step account of agency. Consciousness and Cognition. 17, 219-239 (2008).
- Botvinick, M., Cohen, J. Rubber hands ‘feel’ touch that eyes see. Nature. 391, 756 (1998).
- Nishiyama, Y., Tatsumi, S., Nomura, S., Gunji, Y. P. My hand is not my own! Experimental elicitation of body disownership. Psychology & Neuroscience. 8, 425-434 (2015).
- Asai, T. Agency elicits body-ownership: proprioceptive drift toward a synchronously acting external proxy. Experimental Brain Research. 234, 1163-1174 (2016).
- Tsakiris, M., Longo, M. R., Haggard, P. Having a body versus moving your body: How agency structures body-ownership. Consciousness and Cognition. 15, 423-432 (2006).
- Dummer, T., Picot-Annand, A., Neal, T., Moore, C. Movement and the rubber hand illusion. Perception. 38, 271-280 (2009).
- Kalckert, A., Ehrsson, H. H. Moving a rubber hand that feels like your own a dissociation of ownership and agency. Frontiers in Human Neuroscience. 6, (2012).
- Kalckert, A., Ehrsson, H. H. The moving rubber hand illusion revisited: Comparing movements and visuotactile stimulation to induce illusory ownership. Consciousness and Cognition. 26, 117-132 (2014).
- Libet, B., Gleason, C. A., Wright, E. W., Pearl, D. K. Time of Conscious Intention To Act in Relation To Onset of Cerebral Activity (Readiness-Potential). Brain. 106, 623-642 (1983).
- Gunji, Y. P., Minoura, M., Kojima, K., Horry, Y. Free will in Bayesian and inverse Bayesian inference-driven endo-consciousness. Progress in Biophysics and Molecular Biology. 131, (2017).
- Synofzik, M., Vosgerau, G., Voss, M. The experience of agency: An interplay between prediction and postdiction. Frontiers in Psychology. 4, (2013).
- Shimojo, S. Postdiction: Its implications on visual awareness, hindsight, and sense of agency. Frontiers in Psychology. 5, 1-19 (2014).
- Armel, K. C., Ramachandran, V. S. Projecting sensations to external objects: evidence from skin conductance response. Proceedings. Biological Sciences/The Royal Society. 270, 1499-1506 (2003).
- Petkova, V. I., Ehrsson, H. H. If I were you: Perceptual illusion of body swapping. PLoS ONE. 3, (2008).
- Yuan, Y., Steed, A. Is the rubber hand illusion induced by immersive virtual reality. Proceedings – IEEE Virtual Reality. , 95-102 (2010).
- Ramachandran, V., Hirstein, W. The perception of phantom limb. Brain. 121, 1603-1630 (1998).
- Preston, C., Kuper-Smith, B. J., Henrik Ehrsson, H. Owning the body in the mirror: The effect of visual perspective and mirror view on the full-body illusion. Scientific Reports. 5, 18345 (2015).
- Dawson, M. E., Schell, A. M., Filion, D. L. The electrodermal system. Handbook of Psychophysiology. , (2006).
- Blanke, O. The Out-of-Body Experience: Disturbed Self-Processing at the Temporo-Parietal Junction. The Neuroscientist. 11, 16-24 (2005).
- Ehrsson, H. H. The experimental induction of out-of-body experiences. Science. 317, 1048 (2007).
- Suzuki, K., Wakisaka, S., Fujii, N. Substitutional Reality System: A Novel Experimental Platform for Experiencing Alternative Reality. Scientific Reports. 2, 1-9 (2012).
- Rohde, M., Luca, M., Ernst, M. O. The rubber hand illusion: Feeling of ownership and proprioceptive drift Do not go hand in hand. PLoS ONE. 6, (2011).
