Methoden om Ontdek de invloed van Top-down Visual Processen op motorisch gedrag

Vision-voor-Perceptie versus Vision-voor-actie

Om het milieu succesvol te navigeren, wordt de informatie uit het visuele systeem gebruikt om te helpen coördineren menselijke beweging. Hoe visuele informatie wordt geselecteerd en geprioriteerd om motorische handelingen beïnvloeden, blijft onduidelijk. Twee belangrijke anatomische projecties voortvloeien uit de primaire visuele cortex aan de ventrale vormen ("wat", of "visie voor de waarneming") weg, uit te breiden tot de temporale gebied, en de dorsale ('waar' of 'visie voor actie ") pathway , de pariëtale kwab ^1-2. De ventrale stroom wordt betrokken bij het gebruik van visuele informatie voor perceptuele processen zoals object herkenning en identificatie, terwijl de dorsale stroom wordt gedacht om signalen uitsluitend verwerken voor actie begeleiding en ruimtelijk inzicht. De gestelde vraag is of top-down processen van de ventrale stroom vorm aan de manier waarop de bewegingen worden uitgevoerd.

De famous case study van Patiënt DF, geëvalueerd door Goodale en Milner in 1992, levert sterke aanwijzingen en ondersteuning voor de visuele twee-stromen hypothese, die beweert dat de ventrale en dorsale stroom processen scheidbaar zijn voor de perceptie en actie ^3. In theorie kan bottom-up signalen van bewegingsparallax en binoculaire dispariteit top-down perceptuele informatie zoals voorkennis en vertrouwdheid om zo nauwkeurig mogelijk te begeleiden onze acties overschrijven, wat suggereert dat de motorische planning is ongevoelig voor ventrale stroom controle. DF, die van visuele vorm agnosia veroorzaakt door bilaterale ventrale occipitale letsels opgelopen, behield accurate grijpen vermogen naar objecten die ze moeite herkennen had, ondersteunen het uitgangspunt van de visuele twee-stromen hypothese ^3-4. Omwille van case studies als DF, werd ervan uitgegaan dat de functionele ventrale-dorsale stroom tweedeling bestond ook bij gezonde, nonpathological individuen. Echter, ongeacht of deze bevindingen leveren bewijs voor een absoluit werkverdeling voor de perceptie en actie in neurotypical bevolking is fel gedebatteerd over de afgelopen twintig jaar ^5-10.

Het gebruik van Illusies te Perceptie en Actie Scheiden

Om de visuele twee-stromen hypothese in neurotypische proefpersonen testen, onderzoekers in dienst visuele illusies te onderzoeken hoe scheef perceptuele arresten van het milieu aantasten onze motorische handelingen. De Ebbinghaus / Titchener illusie, gebruikt bijvoorbeeld een schijf doel omringd door kleinere schijven die lijkt groter dan de andere schijf van dezelfde grootte omringd door grotere kringen; Dit is het gevolg van een maat-contrast effect ^11. Wanneer deelnemers bereiken om de schijf doel te begrijpen, als de twee-stromen hypothese geldt, dan is de grip opening van de hand grijpen op de schijf doelwit zou worden beïnvloed door de illusie, waardoor de deelnemer op te treden op het ware geometrie van de schijf doel plaats van te vertrouwen op onjuiste perceptuele grootte estimates. Aglioti et al.. in feite het verslag van dit gedrag, redenerend dat aparte visuele processen regeren bekwame acties en bewuste waarneming ^11. Daarentegen hebben andere groepen deze resultaten betwist, vinden geen dissociatie tussen perceptie en actie processen wanneer een zorgvuldige controle van de matching van perceptuele en grijpen taken, stelt een integratie van visuele informatie stroom in plaats van een scheiding ^12. Ondanks verschillende follow-up studies uitgevoerd om te bevestigen of weerleggen de visuele twee-streams hypothese met behulp van de Ebbinghaus Illusie, zijn er concurrerende bewijsstukken aan beide kanten van het argument ¹³ ondersteunen.

Om de invloed van de visuele waarneming op actie processen verder te verkennen, zijn 3D-diepte inversie illusies (DII) ook gebruikt. DIIS produceren illusoire beweging en perceptie van de diepte omkering van scènes waarin fysiek concave hoeken worden gezien als convexe en vice versa ^14. The HollowGezicht Illusion is een voorbeeld van een DII dat de perceptie van een normaal, bolle gezicht genereert Hoewel de prikkel is fysiek concave, wat impliceert de rol van top-down invloeden zoals voorkennis en convexiteit vertekening om de illusoire waarneming ^15-16 ontlokken. Ondanks inspanningen om motorisch gedrag te karakteriseren in het bereiken van de streefcijfers op de Holle Gezicht Illusion, bewijs blijft dubbelzinnig: een studie meldt een effect op de uitgang van de motor ¹⁷ en de andere niet ^18. Deze studies baseren op het vergelijken van perceptuele diepte schattingen berekeningen afstand van de hand ten opzichte eindpunt om doelen op de Holle Gezicht Illusion. Tegenstrijdige resultaten op acties die op dit type stimuli kan een gevolg van de variaties in methoden die door onderzoekers. Omdat de wijze waarop de ventrale en dorsale stroom informatie wordt gebruikt is nog steeds aan het debat, deze controverse vonken de behoefte aan een meer robuuste stimulans met extra geavanceerde maatregelen van de motor gedragsproblemenr.

Juist daarom een techniek ontwikkeld met behulp van reverse-perspectief stimuli, gewoonlijk aangeduid als "reverspectives", welke andere klasse van DIIS ¹⁴ vormen. Lineair perspectief cues die zijn geschilderd op piecewise 3D vlakke oppervlakken produceren concurrentie tussen de fysieke geometrie van de stimulus en het eigenlijke geschilderde tafereel. Data-driven zintuiglijke signalen, zoals verrekijker ongelijkheid en bewegingsparallax het voordeel van de 'paranormale waarneming van de fysieke geometrie, terwijl ervaring gebaseerde vertrouwdheid met perspectief is voorstander van de diepte-inversie waarneming (figuur 1). Het voordeel van de reverspective is dat het zorgt voor het plaatsen van een doel op een stimulus oppervlak waarvan de waargenomen ruimtelijke oriëntatie in de illusie verschilt bijna 90 graden van de fysieke oriëntatie (fig. 1e en 1f). Dit enorme verschil aanzienlijk vergemakkelijkt testen of bereik-voor-grijpen bewegingen wel of niet influenced door de illusie. Dit begrip is de sleutel tot het verkennen of motorische acties uitgevoerd op de reverspective worden beïnvloed door top-down invloeden uit de ventrale stroom.

Beweging Klassen in Perceptie-Actie Modellen

Als er verschillende motor strategieën worden ingezet onder illusoir en paranormale waarnemingen bij het grijpen naar een doel op een reverspective stimulus, dan kan het gemakkelijk worden bijgehouden door het bestuderen van de kromming van de hand van aanpak. Bovendien is een analyse van het volledige ontplooiing beweging vanaf de initiatie van de doelgerichte beweging aan de spontane, automatische terugtrekking van de hand terug naar zijn rusttoestand kan in feite bypass eventuele tekortkomingen in het verleden testmethoden voor perceptuele invloed op de uitgang van de motor. Recente studies benadrukken het belang van het bestuderen van het evenwicht tussen deze twee bewegingen klassen en het gebruik van de spontane segmenten van de zenuwstelsel voorspellende en anticiperend control ^19-21,23-24. De nieuw statistisch gedefinieerde klasse van spontane-automatische bewegingen biedt nieuwe metrics en functies die blijken van cruciaal belang te zijn als de doelgerichte die tot nu toe zijn geweest om sensomotorische veranderingen te volgen en om subtiele aspecten van het natuurlijke gedrag te kwantificeren.

Voor zover ons bekend, bestaand onderzoek op het visuele twee-stromen hypothese richt zich alleen op doelgerichte handelingen, zodat er geen effecten op de automatische overgangsregeling bewegingen die belangrijke componenten aan het voltooien van de visuomotorische actie lus zijn negeren. De nadruk moet daarom op het belang van automatische bewegingen worden geplaatst om beide vormen van motorisch gedrag in de huidige paradigma volledig vast te leggen om kwesties met betrekking tot visuele perceptie-actiemodellen verduidelijken. Hier methoden ontwikkeld om de rol van top-down signalering in de beeldende ventrale stroom te onderzoeken op het moduleren van motorisch gedrag in de bewuste, doelgerichte actie domein in combinatie met spontane, transitional bewegingen met behulp van een robuuste DII omgekeerde perspectief stimulus.

Motivering

Er wordt verondersteld dat, als top-down visuele processen beïnvloeden de sensomotorische systeem, vol beweging trajecten naar de embedded doel in het 3D reverse-perspectief scène onder de illusoire waarneming zal verschillen van de doelgroep benadering opgewekt door de 'paranormale waarneming (Cijfers 1e en 1f). Aangezien de illusoire waarneming van de reverspective stimulus is zeer vergelijkbaar met die verkregen door een goede ("gedwongen") perspectief stimulus, indringen uitgevoerd naar een ingesloten doel op een reverspective derhalve gelijkaardig zijn kenmerken bereikt uitgevoerd onder invloed van de illusie op de reverspective stimulus (figuren 1c en 1f).

Als top-down visuele invloeden hebben geen invloed op de beweging traject, dan wordt de hypothese dat maakte und bereiktre van de illusoire waarneming zou vertonen dezelfde kenmerken als bereikt in het kader van de 'paranormale waarneming op de reverspective stimulus (Figuur 1e). Met andere woorden, zowel illusoir veridical waarneming bereikt dezelfde aard zijn, zodat zowel voorwaartse wijze wegen zouden inwerken op de werkelijke geometrie van de stimulus. Hoe effecten waargenomen in de voorwaartse bereiken vertalen in het automatisch intrekken van de hand is onbekend. Door het gebruik van een volledige motor analyse, willen we ons begrip van handelen en waarnemen lussen om de bestaande problemen te verduidelijken bij de hand.