Hier beschrijven we virtuele hand en virtuele-face illusie paradigma's die kunnen worden gebruikt om het lichaam in verband zelfbeeld / -representatie bestuderen. Ze zijn al gebruikt in diverse studies aan te tonen dat, onder bepaalde voorwaarden, kan een virtuele hand of gezicht in iemands lichaam vertegenwoordiging worden opgenomen, wat suggereert dat het lichaam voorstellingen zijn nogal flexibel.
Studies onderzoeken hoe mensen zichzelf en hun eigen lichaam te vertegenwoordigen vaak gebruik van varianten van "ownership illusies", zoals de traditionele rubber hand illusie of de meer recent ontdekte enfacement illusie. Echter, deze voorbeelden vereisen nogal kunstmatig experimentele opstellingen, waarbij de kunstmatige effector moet worden streelde synchroon met de deelnemers 'echte hand of face-een situatie waarin de deelnemers hebben geen controle over de strelen of de bewegingen van hun echte of kunstmatige effector . Hier beschrijven we een techniek om het eigendom illusies te vestigen in een opstelling die is realistischer, meer intuïtief, en vermoedelijk een hogere ecologische validiteit. Het maakt het maken van de virtuele hand illusie door het hebben van de deelnemers de controle van de bewegingen van een virtuele kant gepresenteerd op een scherm of in de virtuele ruimte voor hen. Als de virtuele kant beweegt synchroon met de eigen echte hand van de deelnemers, hebben ze de neiging om te zien thij virtueel de hand als onderdeel van hun eigen lichaam. De techniek maakt ook de virtuele-face illusie doordat deelnemers controleren de bewegingen van een virtuele gezicht voor hen, opnieuw met het effect dat ze de neiging om het gezicht zien als hun eigen als het beweegt synchroon met hun ware gezicht. Het bestuderen van de omstandigheden die illusies van deze soort kan worden gecreëerd, verhoogd of verlaagd geeft belangrijke informatie over hoe mensen maken en voorstellingen van zich te handhaven.
Volgens westerse filosofie, het menselijke zelf bestaat uit twee aspecten 1: Voor een, we ons eigen lichaam en onze activiteiten waar te nemen in het hier en nu, dat een fenomenale zelfrepresentatie creëert (ook wel de minimale zelf). Voor een ander, creëren we meer duurzame voorstellingen van onszelf door het opslaan van informatie over onze persoonlijke geschiedenis, het integreren van nieuwe informatie in de opkomende zelfbeeld, en presenteren ons om onze sociale omgeving daarvan, wat neerkomt op het creëren van een zogeheten narratieve zelf. De minimale of fenomenale zelf is gesteld om uit twee bronnen van informatie. Een daarvan is top-down informatie over langduriger aspecten van ons lichaam, zoals informatie over de effectoren we eigenaar of de vorm van ons gezicht. De andere is bottom-up informatie van zelfperceptie in de huidige situatie.
Onderzoeken van de laatste werden strongly geïnspireerd door een slimme studie van Botvinick en Cohen 2. Deze auteurs gepresenteerd proefpersonen met een rubberen de hand liggend voor hen, in de buurt van een van hun echte handen, die echter werd het zicht onttrokken. Wanneer de echte hand en de rubberen kant werden streelde synchroon, om zo te intermodale synchrone ingang te creëren, de deelnemers de neiging om de rubberen kant zien als onderdeel van hun eigen lichaam-de rubberen hand illusie. Nader onderzoek wees uit dat gepercipieerde eigendom ging zelfs zo ver dat de deelnemers zou beginnen te zweten en proberen om hun echte hand te trekken wanneer de rubberen kant werd aangevallen door een mes of anderszins "gekwetst" 3.
Terwijl Botvinick en Cohen hun bevindingen hebben uitgelegd dat de zelfperceptie vloeit voort uit de verwerking van bottom-up informatie te tonen, hebben andere auteurs betoogd dat de rubberen hand illusie voortvloeit uit de wisselwerking tussen intermodale Synchrony van input, een bottom-up bron van informatie, en opgeslagen representaties van de eigen handen, een top-down bron van informatie 4. Het idee is dat de prikkel synchroniteit wekt de indruk dat de echte en de rubberen kant zijn één en hetzelfde, en gezien het feit dat de rubberen kant ziet eruit als een echte hand, deze indruk wordt beschouwd als de werkelijkheid.
Later onderzoek van Kalckert en Ehrsson 5 voegde een visueel-motor component aan de rubber kant paradigma, die het mogelijk maakt voor het onderzoek van beide waargenomen ownership (de indruk dat de kunstmatige effector behoort tot het eigen lichaam) en ervaren agentschap (de indruk dat men producerende waargenomen bewegingen zichzelf). De deelnemers waren in staat om de wijsvinger van de rubberen hand op en neer te bewegen door het bewegen van hun eigen wijsvinger en de synchroniteit tussen echt en rubber de hand vingerbewegingen, de wijze van beweging (passieve vs. actieve modus), en de posig van het rubber de hand (onlogisch vs. congruent met betrekking tot de hand van de deelnemer) werden gemanipuleerd. De bevindingen werden genomen om steun te verlenen aan het idee dat agentschap en eigendom zijn functioneel verschillende cognitieve verschijnselen: terwijl de synchroniteit van de beweging opgeheven beide gevoel van eigenaarschap en agency, de wijze van beweging alleen getroffen bureau en congruentie van de rubberen positie van de hand had een effect op alleen ownership. De laatste twee resultaat werden herhaald in een follow-up studie waarin de afstand tussen de echte en rubberen hand in het verticale vlak gevarieerd 6: ownership voor de rubberen kant af als zijn positie in toenemende mate de deelnemer echte hand mismatch. Echter, het agentschap werd niet beïnvloed door misplaatsingen van de rubberen hand in alle omstandigheden.
Echter, recent onderzoek met behulp van virtual reality-technieken, die de deelnemer met actieve controle over de kunstmatige effector bieden, suggereert dat de rol van de top-downdeel en het onderscheid tussen eigendom en agentschap kan zijn overschat 7, 8. Deze technieken zijn de rubberen kant vervangen door een virtueel de hand voorgelegd aan de deelnemers op een scherm in de voorkant van hen of door middel van virtual-reality bril 9. Deelnemers dragen vaak een datahandschoen dat de bewegingen van de deelnemer echte hand vertaalt zich in de bewegingen van de virtuele kant, ofwel synchroon of asynchroon (bijvoorbeeld met een merkbare vertraging). Vergelijkbaar met de rubberen hand illusie, simultane vertaling sterk vergroot beeld van de deelnemer de virtuele kant wordt een deel van zijn lichaam 10.
Gebruikmakend virtual reality-technieken om de rubber hand illusie heeft verscheidene voordelen zowel de traditionele rubber hand paradigma en de combinatie van de rubber hand paradigma met visueel-motorisch components 11. Moving ene hand en het zien van een effector bewegen synchroon met het creëert een veel natuurlijker situatie dan geconfronteerd met een rubberen hand en wordt gestreeld door een experimentator. Bovendien is het virtuele manipulatie biedt de onderzoeker met veel experimentele flexibiliteit en meer controle over de relatie tussen perceptuele waarnemen en moving real hand en een waarneming van de gebeurtenis door de kunstmatige effector. In het bijzonder het gebruik van virtuele technieken vergemakkelijkt de manipulatie van factoren die waarschijnlijk waargenomen ownership en agency van invloed zijn. Zo kan de vorm van de virtuele kant veel gemakkelijker en sneller dan de vorm van een rubber met de hand worden gewijzigd, en de bewegingen van de virtuele kant kan, van welke aard zijn en bijvoorbeeld te betrekken biologisch onmogelijk bewegingen. Onder andere dingen, dit vergemakkelijkt het verkennen van de grenzen van de illusie, zoals de kunstmatige effector niet hoeft te kijken als een hand, maar kan replac zijned door enige vorm van statische of dynamische evenement. Van zowel praktisch als theoretisch belang, een virtuele effector is misschien wel veel meer meeslepende en voelt een stuk reëler dan een rubberen hand, die waarschijnlijk de noodzaak te reduceren tot top-down interpretaties beroepen te voelen van de huidige situatie te maken.
Eigendom illusies zijn echter niet beperkt tot handen. Tsakiris 12 als eerste het strelen techniek om de indruk van deelnemers die een statische gezicht in een beeld dat voor hen is hun eigen. Sforza et al. 13 zijn ook aanwijzingen gevonden voor dit fenomeen, waarnaar ze verwijzen als enfacement: deelnemers opgenomen gelaatstrekken van een partner als hun eigen en het gezicht van hun partner synchroon werden aangeraakt. De neurale mechanisme dat de enfacement illusie is onlangs onderzocht door diverse onderzoekers; voor een uitgebreide toelichting en interpretation van de bevindingen zien Bufalari et al. 14. We hebben sinds kort de reguliere enfacement illusie ontwerp in een virtual-reality versie (de virtuele-face illusie), waarin de deelnemers zijn het besturen van de bewegingen van een virtuele gezicht voor hen door het bewegen van hun hoofd 15.
Hier beschrijven we twee experimenten die vroeger de virtuele hand illusie 7 en de virtuele-face illusie 15 paradigma's, respectievelijk, zelfrepresentatie te onderzoeken. De virtuele hand-experiment bestond uit drie, volledig doorkruist experimentele factoren: (a) de synchroniciteit tussen (vilt) real-hand en (gezien) virtual-effector bewegingen, die ofwel in de buurt van nul tot ownership en agency of drie seconden als induceren controle conditie; (B) het uiterlijk van de virtuele effector, neergehaald ofwel als een menselijke hand of als een rechthoek (zodat het effect van echte virtuele eff testenEctor gelijkenis over de eigendom illusie); en (c) de mogelijkheid om het gedrag van de virtuele effector, die ofwel onbestaand in een passieve toestand of direct in een actieve toestand was regelen. De virtuele-face experiment bestond uit twee volledig gekruiste experimentele factoren: (a) de synchroniciteit tussen real-gezicht en virtual-face bewegingen, die ofwel in de buurt van nul tot ownership en agency of drie seconden als een controle conditie te induceren was; en (b) de gezichtsuitdrukking van de virtuele gezicht, die ofwel neutraal of met een glimlach was, om te testen of positieve stemming van de stemming van de deelnemer zou tillen en zijn of haar prestaties in een mood-gevoelige creativiteit taak te verbeteren.
In dit artikel beschrijven we twee gedetailleerde protocollen voor de virtuele hand en virtuele-face illusie paradigma's, waarin onze virtuele-face studie was de eerste die de traditionele strelen geïnduceerde face-ownership illusie in virtual reality te repliceren, samen met representatieve resultaten uit beide paradigma.
De significante synchroniteit effecten geven aan dat we succesvol zijn bij het induceren illusoir bezit voor de virtuele hand en de virtuele gezicht lijkt op traditionele illusie paradigma. Het kunnen deze effecten reproduceren door middel van virtual reality technieken aanzienlijke voordelen 11, 24. Virtual reality-technieken zijn het vrijmaken van de onderzoeker van de nogal kunstmatige en stuitende strelen procedure en opent nieuwe mogelijkheden voor experimentele manipulaties. Bijvoorbeeld, morphing virtuele effectoren liet ons toe om systematisch te manipuleren van de impact van de appearance van de virtuele hand en de gelijkenis tussen de virtuele en de deelnemer echte hand, of de gezichtsuitdrukking van de virtuele gezicht. De impact van bureau kan ook systematisch worden onderzocht door het variëren van de mate (bijvoorbeeld directheid) waarop de deelnemers kunnen de bewegingen van de kunstmatige effector te controleren.
Een andere veelbelovende avenue voor toekomstige virtual reality onderzoek zijn first person perspectief (1PP) virtual reality ervaringen. 1PP ervaringen kan een enorm gevoel van immersie en het gevoel te creëren van de aanwezigheid, op een heel andere schaal dan een derde persoon perspectief virtual reality ervaring 25, 26, 27, 28. In 1PP ervaart men kan echt het gevoel dat de ene is de avatar, is dat men letterlijk volgens de avatar. Dit biedt mogelijkheden voor allerlei handelingen, bijvoorbeeld het losmaken delen van een body persoon 28, verlengen 29, herschalen lichaamsdelen 30, of het wijzigen van iemands huidskleur 31, 32.
Aangezien de huidige en vele andere bevindingen tonen, het regelen van virtuele evenementen in een synchrone manier sterk vergroot de beleving van deze gebeurtenissen behoren tot het eigen lichaam. Bijvoorbeeld, onze bevindingen uit de hand studie suggereren dat directe controle is een belangrijk richtsnoer voor het onderscheid tussen eigen productie en andere geproduceerde evenementen (dwz persoonlijke agency) en tussen self-gerelateerde en andere gerelateerde gebeurtenissen (dat wil zeggen, het lichaam ownership) . De bevindingen hier en elders gepresenteerd suggereren dat bottom-up informatie speelt een beslissende rol in de opkomst van de fenomenale zelfrepresentatie, zelfs voor lichaamsdelen die niet zo identiteit-verwante als het eigen lichaam deel 4.
jove_content "> De meest kritische deel van de beschreven protocollen is de inductie proces, dat correlaties tussen visuele, tactiele en motorische introduceert (dat wil zeggen, proprioceptief) informatie-deze correlaties maakt het cognitieve systeem om de eigendom en agentschap te leiden. Aangezien deze correlaties rekenen op de relatieve timing van de respectievelijke gebeurtenissen, zoals de vertraging tussen eigen bewegingen van de deelnemer en de bewegingen van de kunstmatige effector, is het cruciaal om verwerkingsvertragingen te houden (vooral met betrekking tot de translatie van data van de datahandschoen om de beweging van de virtuele effector op het scherm) tot een minimum beperkt. met ons experiment instellen van de maximale vertraging is ongeveer 40 ms, dat is nauwelijks merkbaar is en niet de perceptie van causaliteit en agentschap hinderen. Shimada, Fukuda, en Hiraki 33 hebben gesuggereerd dat de kritieke tijdvenster voor het voorkomen van multi integratie processen die het eigen lichaam representatie is 300 ms,wat betekent dat meer vertragingen worden verwacht om de perceptie van controle over de virtuele events te verminderen.Een ander belangrijk aspect van het protocol is strak experimentele controle over de deelnemer hand of gezicht bewegingen, afhankelijk van het paradigma. Tijdens inductie actieve bewegingen van de respectieve factor essentieel, omdat de vereiste intersensory correlaties op actieve verkennend bewegingen aan de kant van de deelnemer. Het is dus belangrijk om de deelnemers aan te moedigen om regelmatig te bewegen en om deel te nemen in actieve verkenning. In andere stadia van het experiment, kan de meting bewegingen echter beïnvloeden. Bijvoorbeeld, in de virtuele hand illusie paradigma, bewegen de linkerhand (waarvan SCR is opgenomen) waarschijnlijk metingen van de SCR niveau luidruchtig en onbetrouwbaar maken.
Een beperking van de virtuele hand illusie paradigma techniek is dat, om praktische redenen, deelnemers gewoonlijk draag een datahandschoen en oriëntatie tracker gedurende het gehele experiment (bij wijze van afleiding te minimaliseren). Dit kan niet comfortabel, hetgeen op zijn beurt de populariteit of motivatie van de deelnemer kan beïnvloeden. Een mogelijke oplossing voor dit probleem zou het gebruik van lichtere materialen of maat wearables zijn. Een andere beperking van onze huidige virtuele-face illusie paradigma techniek is dat de apparatuur registreert alleen hoofdbewegingen, maar geen veranderingen in de gezichtsuitdrukking. Zodat de deelnemers aan de gezichtsuitdrukkingen van een virtueel gezicht controle kan bijdragen aan de eigendom illusies, maar dit zou hardware en software die betrouwbare detectie en de indeling van gezichtsuitdrukkingen in de mens-die we nog niet beschikbaar hebben in ons lab biedt vereisen. Het gebruik van bijvoorbeeld real-time (gezichts) motion capture nutsbedrijven zou van groot nut zijn bij het overwinnen van deze beperkingen en zou ons in staat om gevoel van agency en de eigendom van avatars op een beduidend hoger niveau te verhogen.
Zoals voorgesteld doorde bevindingen uit onze studie 8, mensen beschouwen verschillende bronnen van informatie en voortdurend actualiseren van hun lichaam representatie. Ze lijken bottom-up informatie en top-down informatie in compenserende manier, in die zin dat een informatiebron een grotere rol in afwezigheid van de andere vergelijkbaar met wat is aangenomen bij de zin van bureau 34 speelt. Dit biedt interessante mogelijkheden voor toekomstig onderzoek, zoals bijvoorbeeld blijkt dat eigendom ook voor kunstmatige effectoren in ongemakkelijke houdingen kan worden gezien, een voldoende mate van oppervlak soortgelijkheid of omgekeerd (dat wil zeggen, indien gebruik wordt gemaakt effector perfect uitgelijnd met de echte effector maar verschilt van het in termen van oppervlakte-eigenschappen). De beschikbare bevindingen suggereren ook dat de grenzen tussen zichzelf en anderen zijn vrij plastic, zodat de kenmerken van een andere persoon of een middel als een eigenschap van zichzelf waar te nemen, op voorwaarde dat een zekere mate van synchrony tussen het eigen gedrag en dat van de andere 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. |