감각 신경-기계 인터페이스 운영 무생물의 작업을 통해 기관의 특성

진정한 사지 교체는 자기와 기계 사이의 인지 지각 선을 흐리게해야합니다. 기관은 자기와 의도적인 에 의해 생성 된 인공 사지의 행동을 인식하는 중요한 다리입니다. 이 기술은 인간 사용자와 기계 사이의 인지 지각 통신의 효과에 대한 독특한 통찰력을 제공합니다.

이 방법은 근전성 또는 신체 구동 보철물, 피질 자극, 뇌졸중 또는 손 이식과 같은 기관에 대한 피드백의 영향에 대한 검사로 확장 될 수 있습니다. 이 절차를 시연하는 것은 우리의 실험실에 있는 연구 엔지니어 딜런 베클러와 Zachary Thumser입니다. 참가자를 시험실로 안내하고 모니터 앞에 앉게 하십시오.

참가자 신경 기계 인터페이스 또는 NMI를 통해 손 운동 적 지각을 생성하고 참가자가 자신의 손 사용감을 보여 주도록함으로써 인식 된 모션의 운동학을 캡처합니다. 가상 손 또는 보철 시뮬레이션을 사용하여 이동 지각의 운동학을 재현합니다. 다음으로, 참가자의 NMI에서 의도적인 손 이동 제어 신호를 캡처하는 하드웨어를 설정합니다.

이 제어 신호를 가상 보철물의 활동에 매핑합니다. 그런 다음 NMI 제어 신호의 획득, 가상 보철물의 이동 및 운동 NMI 피드백 생성을 실시간으로 조정하는 마스터 컨트롤 프로그램을 만듭니다. 모니터에 가상 보철을 표시하고 크기와 위치를 조정하여 누락된 사지의 위치와 함께 배치되도록 합니다.

그런 다음 가상 환경에서 부동 공과 같은 오브젝트를 렌더링하여 손의 닫고 열린 위치에 대한 중지 지점을 서비스합니다. 마지막으로 가상 숫자가 가상 정지 지점에 연락하면 조정 가능한 시간 지연 후에 청각 톤이 재생되도록 마스터 컨트롤 프로그램을 구성합니다. 실험을 시작하기 전에 각 평가판에 대한 설정과 컨트롤 및 실험 조건을 지정하는 마스터 컨트롤 프로그램에 대한 입력 파일을 빌드합니다.

프로그램 추가 조건은 가상 보철물의 표시 된 운동과 모터 의도, 운동 감각 및 현세적 불일치의 기관에 대한 기여를 구문 분석하도록 설계되었습니다. 예를 들어 다음과 같은 다섯 가지 조건, 반대 이동, 너무 빠르고, 너무 느리고, 개시 지연 및 피드백없음을 사용하는 것이 좋습니다. 각 평가판을 시작하려면 가상 손을 시작 위치로 이동하여 평가판의 시작을 알리는 마스터 컨트롤 프로그램의 시작 버튼을 누릅니다.

첫 번째 연습 세션에서 참가자는 이동 끝점으로 손을 몰고 가상 숫자가 10 번의 시험의 가상 정지 지점에 도달 한 후 청각 톤 1, 000 밀리초를 재생하도록합니다. 두 번째 연습 세션에서 참가자가 다시 이동 끝점으로 손을 구동하게 됩니다. 300, 500 및 700 밀리초 지연 간격이 각각 5회 이상 표시되도록 청각 톤을 무작위화합니다.

참가자가 시간 지연 간격에 대한 구두로 보고된 추정을 기록합니다. 마지막으로, 각 조건에 대한 15개의 시험의 실험 세트를 진행합니다. 임의순서로 조건을 제시하고, 각 조건의 끝에 설문지를 관리한다.

여기서 결과는 4개의 기관 질문의 평균 점수와 각 참가자에 대한 네 가지 제어 질문 및 각 피드백 조건을 나타냅니다. 평균 등급이 하나 보다 큰 주어진 진술과의 합의를 나타내며 0은 계약의 중립성을 나타냅니다. 실제 및 인식된 시간 간격 간의 차이는 세 참가자에 걸쳐 평균화되었으며 기준 피드백 조건에 따라 표시됩니다.

더 큰 부정적인 차이는 너무 빠른 조건과 같은 선택의지의 강한 암시적 감각의 표시입니다. 또한 이러한 결과는 명시적 및 암시적 기관 측정값의 비교를 보여 준다. 너무 빠른 상태는 명시적으로나 암시적으로 기관의 가장 강력한 형성을 보여 주었다.

사소한 수정은 터치와 같은 추가 센서 양식과 기관의 영향을 연구하기 위해 기술을 확장할 수 있습니다. 또한 사지 소유권 측정을 추가하면 기관과 실시예 간의 상호 관계를 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술은 뇌가 의도한 움직임에 대한 저자를 확립하는 데 사용하는 본질적인 메커니즘에 신경 기계 인터페이스에서 지각 운동 피드백의 역할을 탐구할 수 있었습니다.