Caracterización del sentido de la agencia sobre las acciones de prótesis funciona de interfaz Neural máquina

Como prótesis robóticas se convierten cada vez más avanzadas, la importancia de la retroalimentación sensorial relevante seguirá creciendo. Retroalimentación sensorial afecta a cómo los seres humanos perciben, interactuaran con y máquinas incluso integrarán su esquema corporal. Recientes técnicas de NMI ahora pueden ofrecer a los usuarios de prótesis con control intuitivo y lograr sensaciones asociadas con toquen^{1,2,3,4,5,6 , 7} y cinestesia (sensación de movimiento)^8,9 en miembros que falta. Cuando esta información sensorial se combina con la información visual proporcionada por ver la prótesis durante la operación, tenemos acceso a los elementos esenciales que informan la distinción de uno mismo –versus-otros. Aprovechando este acceso puede ayudar a que a los usuarios de prótesis un paso más cerca a una extremidad artificial de funcionamiento como parte de su cuerpo, en lugar de sólo una herramienta.

Conciencia corporal y el sentido vivido surge de la creación de la agencia (la experiencia de autoría sobre acciones de un miembro) y propiedad (la sensación de que un miembro es una parte del cuerpo)^10,11. Propiedad está mediada principalmente a través de la integración de táctil y visual de la información¹². La Agencia surge de la integración de la intención, sensación de movimiento (cinestesia), información visual y modelos predictivos cognitiva¹¹. Durante la ejecución de una acción voluntaria, Agencia es formada cuando las consecuencias sensoriales de esa acción se alinean con la intención del artista y predicciones de modelos internos^{13 su interpretación o}. La Agencia es independiente y distinto de la propiedad. El concepto de propiedad de miembro se ha estudiado con frecuencia en prótesis literatura¹⁴. Un sentido de formas de propiedad de miembro en los participantes NMI cuando retroalimentación táctil es espacial y temporal apropiada, como juicios de orden medido explícitamente a través de cuestionarios o implícitamente a través de cambios en la temperatura del miembro residual o temporal¹⁵. Sin embargo, han existido menos oportunidades para explorar el organismo en el contexto de NMI¹⁶. Trabajo reciente con participantes de NMI ha demostrado que la Agencia puede ser útil promovida y es independiente de la experiencia de propiedad⁸.

Agencia es particularmente significativa en el funcionamiento de prótesis robóticas ya que es un enlace cognitivo para el control de las acciones físicas de la prótesis a través de experiencias de la causalidad, la sensación de controlar las extremidades artificiales o causar algo a pasar de¹⁷. Prótesis robóticas avanzan máquinas computarizadas que el usuario debe cooperar con las tareas con eficacia completa. Algunas prótesis han incorporado funciones autónomas, como detección de agarre antideslizante y corrección; sin embargo estos sistemas han visto adopción limitada funcionalidad ejecutando fuera de control de usuario puede ser visto como frustrante si no debidamente implementado^8,18. Esto presenta un desafío fundamental que se repite a través de aplicaciones de la cooperación humana con máquinas autónomas. Es decir, los seres humanos a menudo confían en sus propias acciones sobre los resultantes de una colaboración con equipos o máquinas, y esta confianza influye directamente en la probabilidad de un operador para utilizar las funciones autónomas^19,20. Como seres humanos, innatamente confiamos en nosotros mismos y nuestros cuerpos para realizar las acciones que nos proponemos; Cuando esto se logra, establecemos un intrínseco sentido de agencia. Curiosamente, la formación del organismo se ve afectada en acciones de cooperación hombre-máquina. Durante las tareas cooperativas de hombre a hombre, un sentimiento compartido de agencia puede formarse por movimiento²¹; sin embargo, la literatura sugiere que agencia compartida recaigan en cooperación hombre-máquina^22,23. Estos desafíos se reflejan en el uso de la prótesis miembro superior, y las tasas de rechazo de dispositivos robóticos siguen siendo altas, con 23% – 39% de los usuarios de descontinuar su uso²⁴. De hecho, muchos usuarios de prótesis todavía prefieren sistemas corporal²⁵. Estos sistemas Retire la máquina automatizada desde el bucle de control y más íntimamente pareja movimiento del cuerpo del usuario a los prótesis movimiento a través de cables de alambre. Esto refuerza aún más la importancia de la integración cognitiva en el uso de prótesis avanzadas. Sugerimos que NMI sistemas pueden proporcionar un número de las piezas sensoriales y del motores necesarias para ayudar a mover extremidades artificiales más cerca a establecer un sentido cooperativo de la agencia, y esto será fundamental en la promoción de la aceptación y la verdadera integración de estas máquinas computarizadas con sus usuarios.

Agencia puede medirse en un número de maneras. Las medidas más simples utilizan psicofísicos cuestionarios o escalas que explícitamente pida a los participantes a quién o a qué atribuyen un evento^17,26,27. Esto depende de la percepción actual de un individuo de “auto” al exigir a los participantes a hacer juicios inferenciales de la atribución (es decir, explícitamente juzgar si “I” u otra entidad era responsable de una acción o evento). Medidas implícitas proporcionan la penetración en el fondo procesos cognitivos que ocurren durante la acción motor y eventos sensoriales. Esta visión de la Agencia intenta medir aquello que explícitamente no es percibido por un individuo. Normalmente esto se logra teniendo los participantes caracterizan a una diferencia percibida en uno mismo y externamente-generados por informe de acciones, por ejemplo, teniendo los participantes la duración de tiempo que percibe entre un evento de uno mismo y externamente-generados ^{17 , 28}. durante la realización de acciones generados, Agencia implícitamente se manifiesta como una compresión perceptual entre acciones y sus consecuencias sensoriales, conocidos como Unión intencional²⁸. Cuando personas informar al tiempo que percibe entre una acción y su resultado, una menor duración percibida de tiempo corresponde a un sentido más fuertemente formado de agencia^29,30. Curiosamente, se ha demostrado que medidas explícitas e implícitas no pueden correlacionar directamente, ya que probablemente están caracterizando diferentes mecanismos perceptivos¹⁷ que juntos el sentido de agencia. Por lo tanto, establecer una comprensión más integral de formación de la Agencia durante el uso de prótesis requerirán protocolos experimentales empleando medidas explícitas e implícitas.

Este trabajo describe un marco metodológico que permite explícitamente y caracteriza implícitamente el sentido de agencia desarrollada el control de NMI del sensate manos protésicas virtuales o robóticas. Se destacan dos técnicas para medir la Agencia durante la realización de una tarea de aferramiento al objeto sensoriomotora. Se emplean cuestionarios psicofísicos establecidos para capturar la experiencia explícita de la agencia, mientras que estimaciones de intervalo de tiempo (Unión intencional) se emplean para medir implícitamente el sentido de agencia.

El alcance de este protocolo es evaluar el sentido de agencia en el contexto de una NMI que proporciona control del motor activa fisiológicamente relevante y retroalimentación cinestésica. Estas técnicas son generalizables a los sistemas de NMI prótesis virtuales o físicos. Hay restricciones mínimas en las poblaciones que pueden ser reclutadas para realizar este protocolo. Por ejemplo, la movilidad de miembros superiores del participante no puede ser afectada bilateral (deben tener un miembro sano), y deben poseer la capacidad cognitiva para hacer juicios basados en el tiempo y articular sensaciones experimentadas.