Aqui, descrevemos virtual mão e paradigmas ilusão virtual-face que podem ser usadas para estudar relacionados com o organismo de auto-percepção / -Representação. Eles já têm sido utilizados em vários estudos para demonstrar que, sob condições específicas, uma mão virtual ou cara pode ser incorporada uma representação do corpo, o que sugere que as representações do corpo são bastante flexível.
Estudos investigando como as pessoas representam a si mesmos e seu próprio corpo costumam usar variantes de "ilusões de propriedade", tais como a ilusão de borracha à mão tradicional ou a ilusão enfacement mais recentemente descoberto. No entanto, estes exemplos requerem montagens experimentais em vez artificiais, em que o efector artificial precisa ser acariciada em sincronia com mão real dos participantes ou face-a situação na qual os participantes não têm nenhum controle sobre o afago ou os movimentos de sua efetoras real ou artificial . Aqui, descrevemos uma técnica para estabelecer ilusões de propriedade em uma configuração que é mais realista, mais intuitiva, e de, presumivelmente, maior validade ecológica. Ele permite criar a ilusão de mão virtual por ter participantes controlar os movimentos de uma mão virtual apresentado em uma tela ou no espaço virtual na frente deles. Se a mão virtual se move em sincronia com a própria mão real dos participantes, eles tendem a perceber tele mão virtual como parte de seu próprio corpo. A técnica também cria a ilusão virtual-face por ter participantes controlar os movimentos de um rosto virtual na frente deles, mais uma vez com o efeito que eles tendem a perceber a face como a sua própria, se ele se move em sincronia com a sua verdadeira face. Estudar as circunstâncias que as ilusões desse tipo pode ser criado, majorado ou reduzido fornece informações importantes sobre como as pessoas criam e mantêm representações de si mesmos.
De acordo com a filosofia ocidental, o ser humano é composto por dois aspectos 1: Por um lado, percebemos nosso próprio corpo e nossas atividades no aqui e agora, o que cria uma auto-representação fenomenal (muitas vezes chamado de auto mínima). Por outro lado, podemos criar representações mais duradouras de nós mesmos, armazenando informações sobre a nossa história pessoal, integrando novas informações para o auto-conceito emergente, e apresentar-nos para o nosso ambiente social em conformidade, o que equivale à criação de um assim chamado auto narrativa. A auto mínima ou fenomenal tem sido argumentado a surgir a partir de duas fontes de informação. Um deles é a informação de cima para baixo sobre os aspectos mais duradouros do nosso corpo, tais como informações sobre os efetores nós próprios ou a forma do nosso rosto. A outra é a informação bottom-up fornecido pelo auto-percepção da situação atual.
As investigações sobre os últimos foram strongly inspirada por um estudo inteligente de Botvinick e Cohen 2. Estes autores apresentaram participantes humanos com uma mão de borracha deitado na frente deles, perto de uma das suas mãos reais, que no entanto estava escondido da vista. Quando a mão real ea mão de borracha foram acariciou em sincronia, então para criar a entrada síncrona intermodal, os participantes tenderam a perceber a mão de borracha como parte de seu corpo, a própria ilusão de borracha à mão. Estudos adicionais revelaram que a propriedade percebida foi tão longe que os participantes iria começar a suar e tentando retirar a sua mão real quando a mão de borracha estava sendo atacado por uma faca ou outra forma de ser "ferido" 3.
Enquanto Botvinick e Cohen interpretaram suas descobertas para demonstrar que surge a auto-percepção da transformação de informação de baixo para cima, outros autores argumentaram que os resultados ilusão de borracha mão da interação entre Synchr intermodalony de entrada, uma fonte de baixo para cima de informações e representações armazenadas de as próprias mãos, uma fonte top-down de informações 4. A ideia é que a sincronia estímulo cria a impressão de que o real e a mão de borracha são uma ea mesma coisa, e dado que a mão de borracha se parece com uma mão real, esta impressão é considerado realidade.
A última pesquisa Kalckert e Ehrsson 5 adicionou um componente visuo-motora para o paradigma da mão de borracha, que permite a investigação de ambos propriedade percebido (a impressão de que o efector artificial pertence ao próprio corpo) e agência percebido (a impressão de que um é produzindo movimentos observados si mesmo). Os participantes foram capazes de mover o dedo indicador da mão de borracha para cima e para baixo, movendo o seu próprio dedo indicador, ea sincronia entre os movimentos dos dedos reais e mão de borracha, o modo de movimento (passivo vs. modo ativo), eo positioning da mão de borracha (incongruente vs. congruente no que diz respeito à mão do participante) foram manipulados. As descobertas foram levados para fornecer suporte para a noção de que agência e propriedade são fenômenos cognitivos funcionalmente distintas: enquanto sincronia do movimento aboliu tanto o senso de propriedade e agência, o modo de circulação só afetou agência, e da coerência da posição da mão de borracha teve um efeito sobre propriedade única. Os dois últimos resultados foram replicados em um estudo de acompanhamento em que a distância entre a mão real e borracha no plano vertical variou 6: a propriedade para a mão de borracha diminuiu à medida que a sua posição cada vez mais incompatíveis mão real do participante. No entanto, a agência não foi afetada pelo extravios da mão de borracha em qualquer condição.
No entanto, pesquisas recentes utilizando técnicas de realidade virtual, que fornecem o participante com controlo activo sobre o efetoras artificial, sugere que o papel do top-downparte e a distinção entre propriedade e agência pode ter sido superestimado 7, 8. Estas técnicas têm substituído a mão de borracha por uma mão virtual apresentado aos participantes em uma tela na frente deles ou por meio de de realidade virtual óculos 9. Os participantes geralmente usam um dataglove que traduz os movimentos da mão real do participante para os movimentos da mão virtual, de forma síncrona ou assíncrona (por exemplo, com um atraso considerável). Similar à ilusão de borracha à mão, tradução sincrónica aumenta fortemente a impressão do participante que a mão virtual torna-se parte de seu próprio corpo 10.
Empregando técnicas de realidade virtual para criar a ilusão de borracha mão tem várias vantagens sobre ambos o paradigma de borracha à mão tradicional ea combinação do paradigma de borracha à mão com o componen visuo-motorats 11. Movendo a mão e ver um efetor movendo-se em sincronia com ele cria uma situação muito mais natural do que enfrentar uma mão de borracha e ser acariciada por um experimentador. Além disso, a manipulação virtual oferece o experimentador com muito mais experimental flexibilidade e muito mais controle sobre a relação entre a percepção perceptual e movendo a mão real e a percepção do evento criado pelo efetoras artificial. Em particular, utilizando técnicas virtuais facilita a manipulação de factores que possam influenciar a propriedade percebida e agência. Por exemplo, a forma da mão virtual pode ser modificada muito mais fácil e mais rápida do que a forma de uma mão de borracha, e os movimentos da mão virtual pode ser de qualquer tipo e, por exemplo envolvem movimentos biologicamente impossíveis. Entre outras coisas, isso facilita a explorar os limites da ilusão, como efetor artificial não é preciso procurar como uma mão, mas pode ser subsed por qualquer tipo de evento estático ou dinâmico. Tanto interesse prático e teórico, a efetora virtual é sem dúvida muito mais envolvente e se sente muito mais real do que uma mão de borracha, que é susceptível de reduzir a necessidade de invocar interpretações de cima para baixo para fazer sentido da situação presente.
ilusões propriedade são, no entanto, não foi restringida às mãos. Tsakiris 12 foi o primeiro a usar a técnica de afago para criar a impressão de participantes que um rosto estático em uma imagem apresentada na frente deles é a sua própria. Sforza et ai. 13 também encontraram evidências para este fenômeno, ao qual se referem como enfacement: participantes incorporadas características faciais de um parceiro quando seu próprio e o rosto de seu parceiro foram tocados em sincronia. O mecanismo neural subjacente a ilusão enfacement foi recentemente investigada por diversos pesquisadores; Para um comentário abrangente e interpretation das conclusões ver Bufalari et al. 14. Temos recentemente virou o desenho regular de enfacement ilusão em uma versão de realidade virtual (a ilusão virtual-face), em que os participantes estão a controlar os movimentos de um rosto virtual na frente deles, movendo a sua cabeça 15.
Aqui, descrevemos dois experimentos que utilizaram a ilusão 7 eo cara virtual de mão virtual ilusão 15 paradigmas, respectivamente, para investigar a auto-representação. O experimento mão virtual incluiu três, fatores experimentais completamente cruzados: (a) a sincronia entre (feltro)-mão real e movimentos (vi) virtual efetoras, que era ou próximo de zero para induzir a propriedade e agência ou três segundos como um condição de controle; (B) a aparência do efector virtual, que parecia quer como uma mão humana ou como um rectângulo (de modo a testar o efeito da verdadeira FEP-Virtualsimilaridade ector na ilusão de propriedade); e (c) a oportunidade de controlar o comportamento do efector virtual, que era ou não existente numa condição passiva ou directa numa condição activa. A experiência virtual-face incluiu dois, fatores experimentais completamente cruzados: (a) a sincronia entre a-face real e virtual-face movimentos, que era ou próximo de zero para induzir a propriedade e agência ou três segundos como uma condição de controle; e (b) a expressão facial da face virtual, que era neutro ou mostrando um sorriso, para testar se o humor positivo seria levantar o humor do participante e melhorar o seu desempenho em uma tarefa de criatividade sensível ao humor.
Neste artigo, são descritos dois protocolos detalhados para os virtual à mão e ilusão virtual-face paradigmas, em que nosso estudo virtual rosto era o primeiro a replicar a ilusão cara-a posse induzida por acariciando tradicional na realidade virtual, juntamente com os resultados representativos do os dois paradigmas.
Os efeitos significativos de sincronismo indicam que fomos bem sucedidos na indução de propriedade ilusória para o lado virtual e a cara virtual, mais semelhante a ilusão paradigmas tradicionais. Ser capaz de reproduzir estes efeitos, por meio de técnicas de realidade virtual tem vantagens consideráveis 11, 24. técnicas de realidade virtual estão liberando o experimentador do procedimento acariciando bastante artificial e interruptive e abre novas possibilidades para manipulações experimentais. Por exemplo, atuadores virtuais morphing nos permitiu manipular sistematicamente o impacto da appearance da mão virtual e a semelhança entre o virtual e mão real do participante, ou a expressão facial da face virtual. O impacto do órgão também pode ser explorado sistematicamente variando o grau (por exemplo, imediação) para que os participantes possam controlar os movimentos do efector artificial.
Outro caminho promissor para futuras pesquisas de realidade virtual são em primeira pessoa perspectiva (1PP) experiências de realidade virtual. Experiências 1pp pode criar uma imensa sensação de imersão e sensação de presença, em uma escala completamente diferente de uma perspectiva de terceira pessoa experiência de realidade virtual 25, 26, 27, 28. Em 1PP experimenta um pode realmente sentir como é o avatar, que se está literalmente que contém o avatar. Isto abre possibilidades para todos os tipos de manipulações, tais como partes de uma destacando O corpo de pessoa 28, alongando 29, rescaling partes do corpo 30, ou mudando a cor da pele de uma pessoa 31, 32.
Como os presentes e muitas outras descobertas demonstram, controlando eventos virtuais de uma forma síncrona aumenta fortemente a percepção destes eventos pertencentes ao próprio corpo. Por exemplo, os nossos resultados do estudo mão sugerem que o controle imediato é uma sugestão importante para distinguir entre a auto-produzido e outros produzidos eventos (ie, agências de pessoal) e entre a auto-relacionadas e outros relacionados com eventos (ou seja, a propriedade do corpo) . Os resultados aqui apresentados e em outros lugares sugerem que a informação de baixo para cima desempenha um papel decisivo no surgimento de auto-representação fenomenal, mesmo para partes do corpo que não são como identidade-relacionados como a própria parte do corpo 4.
jove_content "> A parte mais crítica dos protocolos descritos é o processo de indução, que apresenta correlações entre visual, tátil e motor (ou seja, proprioceptiva) informação-essas correlações permite que o sistema cognitivo para derivar propriedade e agência. Como essas correlações contar com o temporização relativa dos respectivos eventos, tais como o atraso entre próprios movimentos do participante e os movimentos do efector artificial, é crucial para manter os atrasos de processamento (especialmente no que diz respeito à conversão de dados do dataglove para o movimento do efector Virtual na tela) a um mínimo. com a nossa configuração da experiência do tempo máximo de atraso é de cerca de 40 ms, o que é quase imperceptível e não dificultar a percepção de causalidade e agência. Shimada, Fukuda e Hiraki 33 têm sugerido que a janela de tempo crítico para a ocorrência de processos de integração multisensorial que constituem a representação auto-corpo é de 300 ms,o que significa que os atrasos mais longos são susceptíveis de reduzir a percepção de controle sobre os eventos virtuais.Outro aspecto importante do protocolo é o controle experimental apertado sobre os movimentos das mãos ou o rosto do participante, dependendo do paradigma. Durante a indução, os movimentos activos do respectivo factor são essenciais, como as correlações intersensory necessárias dependem de movimentos exploratórios activas no lado do participante. Assim, é importante incentivar os participantes a mover-se com frequência e se envolver em exploração activa. Em outras fases do experimento, os movimentos podem prejudicar a medição entanto. Por exemplo, no paradigma ilusão mão virtual, movendo a mão esquerda (a partir do qual SCR foi gravado) é susceptível de tornar medições do nível SCR barulhento e não confiável.
A limitação da técnica paradigma ilusão mão virtual é que, por razões práticas, os participantes geralmente usam um dataglove e orientação tracker durante todo o experimento (de modo a minimizar a distração). Isto pode não ser confortável, que por sua vez pode afetar o humor ou a motivação do participante. Uma possível solução para esse problema seria a utilização de equipamentos mais leves ou wearables feitos sob medida. Outra limitação da nossa técnica de ilusão paradigma virtual-face atual é que o equipamento apenas registra os movimentos da cabeça, mas sem mudanças na expressão facial. Permitindo aos participantes para controlar as expressões faciais de uma cara virtual é susceptível de contribuir para ilusões de propriedade, mas isso exigiria hardware e software que fornece uma detecção confiável e categorização de expressões faciais em humanos-que nós ainda não temos disponíveis no nosso laboratório. A utilização de, por exemplo, em tempo real (faciais) utilitários de captura de movimento seria de grande benefício para superar estas limitações e nos permitiria aumentar a sensação de agência e de propriedade de avatares para níveis significativamente mais elevados.
Como sugerido pelaos resultados do nosso estudo 8, as pessoas consideram várias fontes de informação e atualizar sua representação do corpo continuamente. Eles parecem usar informações de baixo para cima e de informação de cima para baixo de forma compensatória, no sentido de que uma fonte de informação desempenha um papel mais forte na ausência do outro, semelhante ao que foi assumido para o sentido de agência 34. Isto fornece pistas interessantes para futuras pesquisas, como, por exemplo, sugere que a propriedade pode ser percebida até mesmo para efetores artificiais em posturas, desde um grau de semelhança suficiente superfície, ou vice-versa (ou seja, se o efetoras artificial alinha perfeitamente com o efetor reais mas difere em termos de características de superfície). Os resultados disponíveis sugerem também que as fronteiras entre si e os outros são bastante plástico, de modo que as características de outra pessoa ou agente pode ser percebida como uma característica de si mesmo, desde algum grau de synchrony entre o comportamento próprio de uma e da outra 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. |