Diese Arbeit wurde von der Waseda University unterstützt.

Alle hier beschriebenen Methoden wurden nach dem Ethikkodex der World Medical Association (Erklärung von Helsinki) genehmigt und von der Unabhängigen Ethikkommission der Universität Nagaoka genehmigt. Von den Studenten wurden keine identifizierenden Informationen gesammelt. Die Teilnehmer erhielten vor der Teilnahme detaillierte Informationen über die Experimente und mussten eine schriftliche Abnahmeerklärung unterzeichnen. Schriftliche informierte Zustimmung wurde von allen Probanden eingeholt und an der Nagaoka University of Technology gespeichert.
1. Vorbereiten von sieben Arten von Videos
HINWEIS: Erstellen Sie insgesamt sieben Videos für eine vorexperimentelle Sitzung (ein Video) und für experimentelle Sitzungen in den "stabilen", "langsamen" und "schnellen" Bedingungen (Abbildung 1) für jedes Geschlecht (dreimal zwei Videos).
<ol><li>In einem Experimentraum einen Tisch und zwei Stühle, eine Handauflage (ca. 35 x 60 cm weißes Kissen um ca. 25 Grad) und ein Display auf dem Tisch(Abbildung 2). Markieren Sie diese Positionen, um sich in der experimentellen Sitzung genau reproduzieren zu können.</li>
	<li>Platzieren Sie eine 360°-Kamera auf Augenhöhe, wenn die Teilnehmer auf dem Stuhl sitzen (Abbildung 2).</li>
	<li>Beginnen Sie mit der Aufnahme der Kamera mit niemandem im Video für ca. 20-30 s für eine vorexperimentelle Sitzung, um sicherzustellen, dass es eine angemessene Sichtbarkeit für jeden Teilnehmer.</li>
	<li>Für das Video, das männliche Teilnehmer zeigt, lassen Sie einen männlichen Experimentator (Experimentator A) einen Labormantel tragen, im Stuhl sitzen und seine linke Hand auf die Hand legen, die mit der Handfläche nach oben ruht, wobei darauf geachtet wird, dass sich die Finger nicht berühren und die Handruhe nicht berühren.</li>
	<li>Spielen Sie einen 60 bpm 4-Beat-Referenzton mit einer Metronom-Anwendung und einem Smartphone.</li>
	<li>Lassen Sie einen anderen Experimentator (Experimentator B) mit Blick auf Experimenter A sitzen, mit einem Pinsel in der Hand von Experimenter B (Abbildung 3).</li>
	<li>Starten Sie die Aufnahme der Kamera für das Video, um die "stabile" Bedingung zu verwenden.</li>
	<li>Lassen Sie Experimenter B mit dem Referenzton alle Finger von Experimenter A für 80 s streicheln. Gleichzeitig lassen Sie Experimenter B die Flugbahn auswendig lernen, um sie später zu reproduzieren.</li>
	<li>Zeigen Sie beim dritten Experimentator eine Aktion, die ein ca. 30 cm großes Küchenmesser (20 cm Klinge) zeigt, das linke Handgelenk des Experimentators A schneidet und verschwindet, wobei 5 s (Abbildung 4) genommen wird.</li>
	<li>Nach 5 s Randdauer, stoppen Sie die Kamera.</li>
	<li>Starten Sie die Aufnahme der Kamera für das Video, um die "langsame" Bedingung zu verwenden.</li>
	<li>Wiederholen Sie Schritt 1.8, während Sie die Pinselbahn ändern, um Monotonie zu vermeiden.</li>
	<li>60 s nach dem Start, lassen Sie Experimenter A schließen und öffnen Sie die fünf Finger mit einer konstantlangsamen Geschwindigkeit für 20 s (20 s / schließen und offenen Zyklus, ca. 1,3 mm/s; Abbildung 5(A)).</li>
	<li>Wiederholen Sie die Schritte 1.9 und 1.10.</li>
	<li>Starten Sie die Aufnahme der Kamera für das Video, um die "schnelle" Bedingung zu verwenden.</li>
	<li>Wiederholen Sie die Schritte 1.12 bis 1.14, während Sie die Fingergeschwindigkeit von langsam auf schnell ändern (2 s/öffnen und schließen, ca. 35 mm/s; Abbildung 5(B)).</li>
	<li>Wiederholen Sie die Schritte 1.4 bis 1.16, während Sie von einem männlichen Experimenter A zu einem weiblichen Experimentator A wechseln, um drei weitere Videos für die weiblichen Teilnehmer zu produzieren.</li>
	<li>Entfernen Sie die Kamera. Prüfen Sie, ob die Videos nicht von der realen Welt abweichen, indem Sie die HMD verwenden und den Stuhl sitzen und die linke Hand auf die Handauflage legen.</li>
	<li>Wenn nötig, üben Sie, die Flugbahn des Pinsels genau zu reproduzieren.</li>
</ol>2. Experimentelles Verfahren
<ol><li>Verwenden Sie mehr als 18 Teilnehmer, die gesunde Erwachsene sind (ungefähre Altersgruppen von 18-25 Jahren und ein Geschlechtsverhältnis von 50% sind besser) ohne Vorgeschichte von schweren Krankheiten und naiv zum Experiment und sprechen die gleiche Muttersprache, um subjektive Berichte zu sammeln. Experimentieren Sie mit jedem Teilnehmer einzeln.</li>
	<li>RHI mit/ohne Fingerbewegungssitzungen und SCR-Messungen<ol>
<li>Führen Sie die folgenden Schritte durch, die die Rolle der Interaktion mit dem Teilnehmer durch denselben Experimentator mit den gleichen Looks wie Experimenter B in den zu verwendenden Videos umfassen. Verwenden Sie bei Bedarf Hilfe.</li>
		<li>Bitten Sie einen Teilnehmer, einen Labormantel zu tragen und den Stuhl zu sitzen. Befestigen Sie Ag-AgCl-Elektroden, die mit einem SCR-Datenerfassungsgerät verbunden sind, an den Zeige- und Ringfingern der rechten Hand des Teilnehmers an, nachdem diese Finger poliert wurden. Halten Sie die Hand nach unten, während Sie nichts berühren. Legen Sie die Abtastrate auf 500 Samples/s fest, und beginnen Sie mit der Aufzeichnung der SCR-Daten.</li>
		<li>Geben Sie dem Teilnehmer die folgenden drei Anweisungen: 1. "Ihre Aufgabe ist es, Ihre linke Hand auf die Handruhe mit der Handfläche nach oben und halten die Hand stabil" 2. "Bitte versuchen Sie sich zu entspannen." 3. "Wenn Sie die HMD tragen, schauen Sie bitte auf Ihre linke Hand".</li>
		<li>Lassen Sie den Teilnehmer einen HMD mit schwarzem Bildschirm tragen. Spiegeln Sie den Bildschirm auf dem HMD bis zum Ende des Experiments auf das Display auf dem Tisch.</li>
		<li>Zeigen Sie das Video für die vorexperimentelle Sitzung auf dem HMD, nachdem Sie dies angekündigt haben. Bitten Sie den Teilnehmer, sich umzusehen und sicherzustellen, dass die Aussicht natürlich ist. Wenn etwas nicht stimmt, stellen Sie die HMD oder die Sitzhöhe ein, bis der Teilnehmer bequem ist.</li>
		<li>Zeigen Sie einen schwarzen Bildschirm auf dem HMD, und bitten Sie den Teilnehmer, seine/ihre linke Hand auf die Handruhe mit der Handfläche nach oben zu legen. Helfen Sie dem Teilnehmer und achten Sie darauf, dass sich die Finger nicht berühren oder die Hand ruht.</li>
		<li>Setzen Sie sich mit Kopfhörern und Pinsel auf den Teilnehmer. Bereiten Sie sich auf ein Video für eine der drei Bedingungen mit der linken Hand des gleichen Geschlechts wie die Teilnehmerin vor.</li>
		<li>Beginnen Sie die erste Testversion mit einer Bedingung, die zufällig aus den drei ausgewählt wurde. Nachdem Sie angekündigt haben, dass die Sitzung beginnt, starten Sie das Video. Bürsten Sie die linke Hand des Teilnehmers mit dem gleichen Timing und der gleichen Position, wie er beobachtet, die Spiegelung des Bildschirms auf dem Schreibtisch und den Referenzton überprüfen, bis das Messer einschneidet (Abbildung 3(B)).</li>
		<li>Zeigen Sie einen schwarzen Bildschirm auf dem HMD 2 Minuten, damit SCR wieder normal werden kann.</li>
		<li>Wiederholen Sie die Schritte 2.2.8 bis 2.2.10 für die restlichen fünf Male (insgesamt sechs Mal; zwei Versuche jeder der drei Bedingungen) in zufälliger Reihenfolge. Fragen Sie den Teilnehmer nach zwei Versuchen, ob etwas mit der körperlichen Verfassung nicht stimmt.</li>
		<li>Beenden Sie die Aufzeichnung der SCR-Daten. Entfernen Sie das HMD- und SCR-Datenerfassungsgerät.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Persönliche Interviews: Stellen Sie dem Teilnehmer die folgenden Fragen und sammeln Sie die Antworten mündlich, während Sie sie aufzeichnen.<ol>
<li>Fragen Sie: "Haben Sie gesehen, dass die Hand bewegt wurde?" [Q1: Zur Bestätigung] Wenn die Antwort nicht "Ja" lautet, fahren Sie mit Schritt 2.3.4 fort.</li>
		<li>Fragen Sie: "Haben Sie die Bewegung der beiden Geschwindigkeiten gesehen? [Q2: Zur Bestätigung] Wenn die Antwort nicht "Ja" lautet, fahren Sie mit Schritt 2.3.4 fort.</li>
		<li>Fragen Sie: "Was haben Sie über die langsamere Handbewegung gedacht?" [Q3: Für SoA-Evaluierung]</li>
		<li>Fragen Sie: "Könnten Sie mir sagen, ob Sie während des Experiments etwas gespürt haben." [Q4: Kostenloser Bericht]</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. Datenanalyse
<ol><li>SCR-Daten<ol>
<li>Identifizieren Sie die ScRs für jede Studie in der folgenden Weise19,21,22: die Differenz in der Amplitude zwischen dem maximalen und minimalen Wert, die während aller 2-10 s in den letzten 5 s (Messer Bedrohung; für die Bewertung von SoO) und unmittelbar nach 5 s aufgetreten ist.</li>
		<li>Berechnete die Größe der Amplituden nach einer vorgefertigten Methode23 wie: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/61755/61755equ01.jpg">
</li>
		<li>Führen Sie den Shapiro-Wilk-Test für alle Daten durch. Wenn bestätigt wird, dass einige Daten nicht normal verteilt wurden, verwenden Sie nichtparametrische statistische Tests, um die Daten zu verarbeiten. Verwenden Sie andernfalls parametrische statistische Tests. Legen Sie in allen statistischen Tests Alpha auf 5 % fest.</li>
		<li>Bewerten Sie den Unterschied zwischen den drei Bedingungen mit einem Mehrfachvergleich.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Persönliche Interviews<ol>
<li>Teilen Sie die Daten derer auf, die mit "Nein" auf Q1 und/oder 2 geantwortet haben.</li>
		<li>Vergleichen Sie die Antworten auf Q3 mit den folgenden drei Aussagen, die zur Messung der SoA der Teilnehmer in der RHI-Studie13verwendet wurden. Aussage 1: Die Hand bewegte sich so, wie ich es wollte, als ob sie meinem Willen gehorchte. Aussage 2: Ich fühlte mich, als ob ich die Bewegungen der Hand kontrollieren könnte. Aussage 3: Ich fühlte mich, als ob ich die Bewegung verursachen könnte, die ich sah.</li>
		<li>Klassifizieren Sie die Antworten auf Q3 aus einer Zusammenfassung der einzelnen, und analysieren Sie den Gesamttrend.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Gallagher, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Philosophical+conceptions+of+the+self:+Implications+for+cognitive+science.">Philosophical conceptions of the self: Implications for cognitive science.</a> Trends in Cognitive Sciences. 4, 14-21 (2000).</li><li>Frith, U., De Vignemont, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Egocentrism,+allocentrism,+and+Asperger+syndrome.">Egocentrism, allocentrism, and Asperger syndrome.</a> Consciousness and Cognition. 14, 719-738 (2005).</li><li>Von Helmholtz, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbuch der Physiologischen Optik. , (1866).</li><li>Sperry, R. 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O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+rubber+hand+illusion:+Feeling+of+ownership+and+proprioceptive+drift+Do+not+go+hand+in+hand.">The rubber hand illusion: Feeling of ownership and proprioceptive drift Do not go hand in hand.</a> PLoS ONE. 6, (2011).</li></ol>

Die Autoren haben nichts zu verraten.

Ziel dieses Protokolls ist es, die inhärente Untrennbarkeit zu unterstreichen, ob der Ursprung der Handlung das Selbst des Teilnehmers oder ein anderer ist. Man könnte annehmen, dass eine solche Untrennbarkeit die Teilnehmer dazu veranlasst, die Bewegung fremder Herkunft als ihre eigenen Erfahrungen zu akzeptieren. Hier haben wir eine Methode vorgeschlagen, um die Empfindungen in einer solchen Situation zu sammeln, unter Bezugnahme auf die konventionelle Diskussion der SoO/SoA. Um dies zu erreichen, werden Schritt 1.13 (Vorbereitung des Videos) und Schritt 2.2.8 (zeigt es unter plausiblen Umständen) erreicht, indem das Verhalten des beobachteten Körperteils angemessen von dem des Tatsächlichen verschoben wird. Einige andere Schritte unterstützen dieses Ziel aus den folgenden beiden Punkten. Der erste Punkt ist, das virtuelle Bild näher an die Realität zu bringen. So ist die Welt im Video visuell auf die reale Welt ausgerichtet, was die Handmerkmale (Schritte 1.4, 1.17 und 2.2.3), Laborlandschaften (Schritt 1.1) und den gegenüberliegenden Experimentator (Schritt 2.2.1) betrifft. Darüber hinaus wäre die Etablierung einer kreuzmodalen Interaktion auch wirksam, da sie als wesentlich angesehen wird, insbesondere in der ganzkörpergebundenen Übertragungsillusion24,25. Daher wäre es effektiv, ein 360-Grad-Bild zu verwenden (Schritt 1.2; Anpassung der visuellen Informationen und Kopfbewegungssteuerung) und die Flugbahnen genau zu verfolgen (Schritt 2.2.8; Abgleich von visueller und taktiler Empfindung). Der zweite Punkt besteht darin, die Interpretation (virtueller) visueller Informationen zu erweitern. Dieser Punkt wurde auch in einer anderen Studie hervorgehoben, die die Teilnehmer unsicher machte, ob ihre Ansicht in HMD virtuell oder real war26. Während die Autoren dieses Ziel erreichten, indem sie die virtuelle und reale visuelle Auflösung gleichermaßen reduzierten, haben wir in diesem Protokoll die folgenden beiden Methoden in Schritt 2.2.3 angewendet, um keine Informationen darüber zu geben, was gezeigt werden würde, und um sich zu entspannen. Diese Sorgen schienen zu funktionieren, wenn man die Reaktion auf die Frage "Guess what hand you at at?" bedenkt, die wir nach Q3 an alle Teilnehmer gebeten haben, die Gültigkeit dieses Protokolls zu bestätigen (dies ist eine zusätzliche Frage, die nicht im Protokoll erscheinen muss). Anstatt zu antworten, dass es sich um ein vorab aufgenommenes Video handelte, wurde festgestellt, dass die meisten von ihnen mit Unsicherheiten experimentierten und verschiedene Möglichkeiten zuließen.
Darüber hinaus wird Schritt 2.3 als wichtig bei der Beurteilung solcher Gefühle angesehen, dass die von anderen ausgehende körperliche Bewegung als die eigene wahrgenommen wird und die auch Widersprüche enthalten kann, wenn sie objektiv betrachtet werden. Während den Teilnehmern in der typischen Methode mit Hilfe eines Fragebogens über SoO/SoA die vorbereiteten Ausdrücke über die Gefühle zuerst vorgestellt werden, werden sie in diesem Protokoll gebeten, ihre Gefühle in eigenen Worten zu beschreiben. Auf diese Weise können wir eine Neuinterpretation ihrer Erfahrung durch die gegebenen Ausdrücke durch den Experimentator vermeiden und widersprüchliche Antworten sammeln. Tatsächlich berichtete die Mehrheit unserer Teilnehmer, wie oben gezeigt, dass der beobachtete Schritt mit dem kompatibel sei, was für sie relevant sei. Darüber hinaus konnten wir die Antworten "es war wie meine und nicht meine" von drei Teilnehmern in Schritt 2.3.4 sammeln. Darüber hinaus ist es auch bemerkenswert, dass illusorische sensorische Rückmeldungwurde in Typ 3 berichtet wurde, obwohl die Zahl klein war. Die Punkte, die in früheren RHI-Studien nicht beobachtet wurden, könnten uns neue Erkenntnisse geben.
In Bezug auf Möglichkeiten, diese Methode zu verbessern und zu beheben, ist ein häufiges Problem, dass eine genaue Rückverfolgung der Pinselbahn wichtig, aber schwierig ist. Tatsächlich verschwindet die Illusion, sobald die Bewegung des Pinsels asynchron ist7,27. Unsere Probanden berichteten auch, dass das Gefühl des Eigentums plötzlich in dem Moment verschwand, als der Experimentator nicht zufällig aufspürte. Während berichtet wurde, dass die Illusionsintensität mit zunehmender Komplexität und Zufälligkeit der Pinselbewegung zunimmt, empfehlen wir, eine einfache Flugbahn einzugehen, die nicht leicht verwechselt werden kann, anstatt das Risiko einzugehen. Darüber hinaus könnte man sich bei der SCR-Messung Sorgen machen, dass sich die Teilnehmer an die wiederholte Messerdrohung gewöhnen könnten. In einigen früheren Studien19,22, jedoch wurde das Experiment viele male durchgeführt (zum Beispiel dreißig mal19). Dieses Protokoll schlägt zwei Versuche für jede Bedingung vor, für insgesamt sechs Mal pro Teilnehmer, um ihre Belastung zu verringern, als die Mindestanzahl von Malen, die den Unterschied zwischen den drei Bedingungen aufzeigen würde. Darüber hinaus ist es möglich, die Zahl der Versuche für eine statistisch zuverlässigere Datenerhebung zu erhöhen und die Auswirkungen der Iteration der Studie zu untersuchen. Ein weiterer Punkt, unsere Materialtabelle zeigt die Ausrüstung, die wir verwendet haben, um unsere repräsentativen Ergebnisse zu erhalten. Zumal die Head-Mounted-Display-Hersteller jedoch häufig auf neue Produkte aktualisiert werden, wird die Katalognummer (Oculus DK2) in der Tabelle nun eingestellt. Derzeit kann das gleiche Experiment mit dem neuesten Modell (Oculus Rift S oder Quest 2; in diesem Fall ist das entsprechende Display ein PC mit Windows OS statt Mac OS) durchgeführt werden, und wir empfehlen, mit dem zu diesem Zeitpunkt verfügbaren Produkt durchzuführen.
Eine erhebliche Einschränkung dieses Protokolls besteht darin, dass die Schätzung von SoA von der retrospektiven Methode abhängt. Der Grund dafür, dass das persönliche Interview als letzter Schritt des experimentellen Verfahrensteils und nicht erst nach den Zielversuchen (der Weg in der "langsamen" Bedingung), wie allgemeine Methoden13,festgelegt wird, besteht darin, die Teilnehmer daran zu hindern, ihre Aufmerksamkeit auf die Frage in den nachfolgenden Versuchen zu richten. Wenn man bedenkt, dass dieses Risiko einen größeren Einfluss auf das gesamte Experiment hatte, legen wir die aktuelle Reihenfolge fest. Andererseits besteht in diesem Fall, in dem andere Versuche zwischen dem Zielversuch und dem Interview eingefügt werden, die Gefahr, dass das erworbene Gefühl vermischt oder vergessen wird. Hier wurde dieses Problem durch die Verwendung der Fragen 1 und 2 gemildert. Darüber hinaus ist die Verwendung allgemeiner Fragebögen noch retrospektiv. Daher könnte die Entwicklung einer Messmethode, die parallel zum Experiment mit physiologischen Indizes wie SCR durchgeführt werden kann, als ein häufiges Problem bezeichnet werden. Darüber hinaus kann es möglich sein, einige Unterschiede beim Vergleich der Tendenzen der subjektiven Berichte mit langsamen und schnellen Bedingungen zu beobachten. Während wiederholte Fragen die Gefahr haben, die retrospektiven subjektiven Berichte der Teilnehmer zu beeinflussen, ist ein möglicher Ansatz ein Vergleich zwischen Gruppen, um jeweils nur eine Bedingung zu fragen.
Zusammenfassend hat dieses Protokoll eine Situation implementiert, in der die SoO mit dem SoA koexistiert, die auf einem Körperteil inkonsistent ist, wodurch ein gutes Gleichgewicht zwischen Differenz und Konsistenz zwischen dem angezeigten Zustand und dem istischen Zustand geschaffen wird. Diesmal wird aus Gründen der Vereinfachung die wirkliche Hand der Teilnehmer stabil gemacht und die gezeigte Hand wird leicht bewegt, aber das Gegenteil gilt auch. In diesem Fall ist es wichtig, dass jeder Teilnehmer seine Finger mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit und Distanz bewegt; daher ist es notwendig, diesen Prozess rechtzeitig zu bestätigen und zu praktizieren. Darüber hinaus kann eine breite Palette von Anwendungen vorgestellt werden, wie der Fall mit einer Änderung der Form und/oder der Anzahl der gezeigten Finger oder das Gehäuse mit Intervention und/oder Interaktion mit den offensichtlichen Händen anderer.

Wie nimmt man seinen Körper oder die Handlungen, die man ausgeführt hat, als sein eigenes wahr? Diese Empfindungen bilden unser körperliches Selbstbewusstsein und unsere eigene Erfahrung. Ein solches Thema, insbesondere im Hinblick auf "minimales Selbst", wurde als ein Gefühl des Eigentums (SoO), das Gefühl, den Körper als das eigene zu fühlen, und ein Gefühl der Entscheidungsfreiheit (SoA), das Gefühl der Autorschaft über körperliche Bewegung1. Viele Studien zu SoO/SoA basieren auf dem Vergleichsmodell2, in dem man internen Vergleichsprozessen3,4,5,6unterzogen wird. Das Vergleichsmodell beschreibt eine Vorschub-Vorwärts-Schleife, die die Absicht mit einer Vorhersage der eigenen Bewegung und einer Rückkopplungsschleife verbindet, die sensorisches Feedback mit der Vorhersage in Beziehung zueinander hat; diese Schleifen wurden als SoA und SoO bzw.1,6erkannt.
Als Versuchsuntersuchung wurden Körpertransfer-Illusionen eingesetzt. Ein typischer Ansatz ist die Gummihand-Illusion (RHI), bei der das synchrone Streicheln der versteckten Hände derTeilnehmer und der vor ihnen vorihnen sitzenden falschen Hände 7 . Während sich das ursprüngliche RHI nur auf die SoO bezieht, haben die jüngsten Implementierungen des RHI, die mit einer beweglichen Hand ausgestattet sind, die Bewertung des Mechanismus von SoA ermöglicht, die den Teilnehmern Erfahrungen mit feed-forward loop matching zu geben. Obwohl soO und SoA im normalen Verhalten1übereinstimmen, können sie unabhängig voneinander sein, und beide können separat evoziert werden. Wenn den Teilnehmern beispielsweise ein Avatar gezeigt wird, fühlen sie sich nur als schwaches SoO, aber nicht als SoA, oder wenn die Teilnehmer sehen, wie ihre Hand ihren Daumen aus der Perspektive einer dritten Person versteckt, fühlen sie sich nur als SoA, aber nicht als SoO8. Eine SoO, die von einem SoA ausgelöst wurde, wurde ebenfalls9berichtet, und die Beziehung zwischen den beiden und wie beide zusammen körperliches Bewusstsein erzeugen, sind noch offene Fragen.
Obwohl SoA ein breiter Begriff ist, wird es allgemein als das Gefühl einer erzeugten Aktion angesehen, während es sich von der äußeren Welt losgelöst. In diesem Sinne wird zur experimentellen Bewertung des SoA davon ausgegangen, dass die Teilnehmer selbst den realen Körper oder den falschen Körper manipulieren, zum Beispiel mit einem auf einen Bildschirm10projizierten Handbild, einer gefälschten Hand auf einem Holzpfahl11oder einer Hand, die sich auf einer Abdeckung über der Hand des Teilnehmersbefindet 12,13. In diesen Studien, als die sichtbare gefälschte Hand mit teilnehmergenerierten Bewegungen synchronisiert wurde, wurde die Entstehung der SoA bestätigt. Darüber hinaus wurde bestätigt, dass das Fehlen des SoA auftreten konnte, während das SoO beibehalten wurde, wenn die Bewegungen extern nicht von einem Teilnehmer, sondern von einem Experimentator mit einer physischen Verbindung zur Hand erzeugt wurden. In diesen Studien wurde ein Paar von Abwesenheit und Präsenz der Agentur durch ein Paar von anderen- und Selbstursprungsbewegungen für den Teilnehmer umgesetzt.
Es stellt sich die Frage: Bedeutet das Fehlen der SoA, dass Körperbewegungen von anderen gemacht werden, mit Ausnahme der einen? Gibt es eine klare Trennung zwischen mir und anderen? Ich könnte jedoch mit Bewusstlosigkeit verbunden sein, die andere in mir selbst sein könnten. Was die Bewusstlosigkeit betrifft, kann man nicht feststellen, ob eine Bewegung aus dem eigenen Selbst oder anderen stammt. Obwohl das Gefühl autonomer Krämpfe für die Bewusstlosigkeit relevant sein soll, haben die vorherigen Versuchseinrichtungen nicht auf die Mehrdeutigkeit des Selbst und anderer geachtet. Um unbewusste Bewegung in ein Experiment einzubeziehen, muss man eine virtuelle Bewegung implementieren, die nicht ohne weiteres als vom Teilnehmer oder anderen stammend bestimmt werden kann. Eine solche Mehrdeutigkeit des Teilnehmers und anderer wird auch in der Diskussion über das "Bereitschaftspotenzial"14beobachtet. Das Bereitschaftspotential vor dem freien Willen und dem absichtlichen Bewusstsein kann mit anderen und mir in einem Gehirn verglichen werden, bzw.15. Mit anderen Worten, das Selbst und andere in sich selbst sind untrennbar miteinander verbunden. Tatsächlich wurde verhalten darauf hingewiesen, dass SoA postdictive erworben werden könnte16,17. Wenn man bedenkt, dass unser SoA oder körperliches Selbstbewußtsein in einer solchen Selbst-/anderen Mehrdeutigkeit erworben werden könnte, während frühere Forschungen über SoO/SoA durchgeführt wurden, nachdem sie wahrnehmbar unterscheidbar gemacht wurden, ist es notwendig zu untersuchen, welche Art von subjektiver Erfahrung auftritt, wenn beide Parteien mehrdeutig sind.
Hier führen wir ein Protokoll ein, das es uns ermöglicht, SoO/SoA-Effekte auf einer virtuellen Hand mit leichten Bewegungen so zu bewerten, dass unklar ist, ob die Bewegung selbst oder anders entstanden ist. Insbesondere mit Virtual Reality (VR) wurden unsere Teilnehmer dazu gebracht, eine virtuelle Hand aus der Perspektive der ersten Person durch ein Head-Mounted Display (HMD) zu sehen, ohne zu sagen, wem die Hand gehört. Ihre Hand erhielt einen taktilen Stimulus (Stroking mit einem Pinsel) synchron mit der Pinselbewegung an der Hand in HMD gezeigt, und dann, nach einer Minute, die Finger im Video plötzlich langsam zu bewegen beginnen. Zum Vergleich führten wir für jeden Teilnehmer sechs Versuche nach drei Bedingungen (in doppelter Ausführung) durch: keine Handbewegung, langsame Bewegung (Mehrdeutigkeit zwischen Selbst- und Sonstigem-Ursprung) und schnelle Bewegung (eindeutig nicht Selbst-, sondern andere Herkunft). Zur Bewertung der SoO wurden Messungen der Hautleitfähigkeitsreaktion (SCR) durchgeführt. Die Änderung in SCR während einer Darstellung einer Bedrohung wurde als Indikator für körperlicheselbstverwendet 18,19,20, da es eine Online-und objektive Schätzung bietet. In dieser Studie haben wir SCR, die sich aus einer Messerdrohung nach Handbewegung ergibt, als intensität der SoO18,19definiert. Darüber hinaus wurden für die Bewertung der SoA nach allen RHI-Verfahren subjektive Berichte mit persönlichen Interviews gesammelt. Hier könnte man davon aushalten, dass eine solche mehrdeutige Bewegung zwischen Selbst- und anderer Herkunft dazu führen würde, dass die von einem anderen ausgehende Körperbewegung als die eigene des Teilnehmers wahrgenommen würde. Eine solche Neufassung der Kausalbeziehung in SoA kann nicht durch die vorab festgelegte Methode erfasst werden, um einfach die Konsistenz zwischen der eigenen Absicht und dem eigenen Handeln zu bewerten. Während in konventionellen RHI-Studien die Teilnehmer dazu verpflichtet waren, bestimmte Aussagen zu bewerten, die die Sensation13beschreiben, erlaubt dieses Protokoll den Teilnehmern, ihre Empfindungen in ihren eigenen Worten zu beschreiben. Nachdem die subjektiven Berichte auf diese Weise gesammelt wurden, werden die Schritte zur Klassifizierung und Bewertung dieser Berichte vorbereitet. Diese Serien ermöglichen es uns nicht nur festzustellen, ob SoA vorhanden oder abwesend war, sondern auch zu beobachten, wie sich ihre Empfindungen, die als ihre eigene Erfahrung akzeptiert wurden, von der stereotypen SoA unterschieden.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>display</td>
			<td>Apple Inc.</td>
			<td>MacBookAir</td>
			<td>for mirroring the screen which is shown to the participants in the HMD</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>head mounted display</td>
			<td>Oculus VR Inc.</td>
			<td>Oculus DK2</td>
			<td>for dispaying the 360&#176; videos</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>metronome apptication</td>
			<td>ihara-product</td>
			<td>Smart Metronome</td>
			<td>for generate reference tones</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SCR data acquisition device</td>
			<td>Biopac Systems inc.</td>
			<td>Biopac System MP150</td>
			<td>for SCR data mesurement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SCR data processing software</td>
			<td>Biopac Systems inc.</td>
			<td>AcqKnowledge 4.1</td>
			<td>for SCR data processing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>smart phone</td>
			<td>Apple Inc.</td>
			<td>iPhone SE</td>
			<td>for playing reference tones</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>statistical analyzing software</td>
			<td>The R Foundation</td>
			<td>R 3.4.2.</td>
			<td>for statistical analyzing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>360&#176; camera</td>
			<td>RICOH Company Ltd.</td>
			<td>RICOH THETA S</td>
			<td>for preparing the videos</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

virtual hand with ambiguous movement between the self and other origin: sense of ownership and 'other-produced' agency

Das Gefühl, dass ein Körperteil der eigene Körper ist (Gefühl des Eigentums; SoO) und das Gefühl, das auf dem kausalen Verhältnis zwischen dem eigenen Willen und dem Handeln beruht (Sinn für Entscheidungsfreiheit; SoA) wurden als Grundlage unseres körperlichen Selbstbewusstseins anerkannt. Zuvor wurde die illusorische SoO über einem gefälschten Körperteil (z.B. Gummihand) als Gummihand-Illusion (RHI) eingeführt. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass man auch ein SoA über ein Objekt mit Bewegungen evozieren könnte, die mit der vorherigen Absicht des Menschen verbunden sind. Andererseits impliziert die Postdiktizität unserer Spontaneität, dass es im Wesentlichen untrennbar damit verbunden ist, ob Handlungen von sich selbst oder anderen ausgehen. Mit anderen Worten, unsere SoA oder tägliche Erfahrungen werden in einem untrennbaren Szenario erzielt. Frühere Forschungen haben jedoch die Prämisse aufrechterhalten, dass Selbst- und andere Herkunftsbewegungen wahrnehmbar sind. Hier implementieren wir ein Protokoll, um diese Aspekte für die Teilnehmer mehrdeutig zu machen und abzuschätzen, ob sie SoO und/oder SoA fühlen können und wie. Zu diesem Zweck setzen wir ein Experiment mit virtueller Realität ein, bei dem die Teilnehmer beobachten, wie sich virtuelle Finger sehr langsam (oder schnell oder nicht bewegen), während sich ihre eigenen Finger nicht bewegen. Zur Bewertung der illusorischen SoO werden Messungen von Hautleitfähigkeitsreaktionen gegen eine Messerbedrohung durchgeführt. Darüber hinaus führen wir persönliche Interviews ein, um festzustellen, ob die Gefühle in Bezug auf die langsame Bewegung mit der herkömmlichen SoA-Definition übereinstimmen. Unsere repräsentativen Ergebnisse deuten darauf hin, dass die SoO über die Hand heraufbeschworen wird, und verschiedene Einstellungen, ihre Bewegung als die eigene des Teilnehmers zu akzeptieren, in dem Bewusstsein, dass sie es nicht entstanden sind, werden von der Mehrheit berichtet. Wie die Ergebnisse zeigen, stellt die Neuheit dieses Protokolls fest, dass die SoO in einer solchen Situation mit einer extern produzierten SoA zusammenarbeitet, um ihre eigene körperliche Erfahrung zu etablieren, anstatt die Unabhängigkeit der SoO und SoA zu etablieren.

Die Teilnehmer waren 21 gesunde Studenten (elf Männer; mittleres Alter 21,1 Jahre, Bereich 20-23; 18 Rechtshänder) rekrutiert an der Nagaoka University of Technology. Alle Teilnehmer waren naiv zu den experimentellen Aufgaben und Muttersprachler. Es wurden Daten von 19 Teilnehmern verwendet, einschließlich derer, die keine Antwort zeigten (null Antwort), aber Daten von 2 Teilnehmern wurden aufgrund von Ausrüstungsproblemen ausgeschlossen.
Als Ergebnis unserer Studie zeigten SCR-Werte mit Messerbedrohung keine signifikanten Unterschiede zwischen den drei Bedingungen (langsam vs. stabil: p = 0,829, t = 0,581; langsam vs. schnell: p = 0,872, t = 0,499; und schnell vs. stabil: p = 0,988, t = 0,145, Steel-Dwass-Test; Abbildung 7(A)). Dieses Ergebnis sollte als negativ für unsere Hypothese erkannt werden, dass die schnelle Bewegung der gezeigten Hand ScRs beseitigen würde, nämlich die Intensität eines illusionären SoO. Wenn jedoch der SCR des ersten und zweiten Duplikats für jede Bedingung verglichen wurde, wurde eine signifikante Abnahme des SCR nur in dem Zustand mit schneller Bewegung beobachtet (langsam: p = 0,984, z = 0,0197; stabil: p = 0,922, z = 0,0983; und schnell: p = 0,0181, z = 2,36, Wilcoxon signierte-Tests; Abbildung 7(B)). Dies deutet darauf hin, dass, wenn offensichtliche unvorhergesehene (schnelle) Bewegungen wiederholt werden, das illusorische SoO verschwinden würde, aber wenn die Bewegungen langsam sind, dann würde das SoO auf dem gleichen Niveau wie das ohne Bewegung beibehalten werden.
Für die persönlichen Interviews antworteten alle Teilnehmer sowohl im ersten als auch im zweiten Quartal mit "Ja". daher wurde bestätigt, dass alle von ihnen langsame Bewegungen durch ihre Augen beobachteten. Nach Bestätigung konnte bewertet werden, dass ihre Antworten auf Q3 keine Aussagen 1-3 enthielten. Die Antworten können in die folgenden vier Typen unterteilt werden (Tabelle 1). Typ 1: Sechs Teilnehmer antworteten "Ich habe mich nicht bewegt" ihre eigene Hand. Typ 2: Andere sechs antworteten mit "Ich dachte, dass sich meine Hand ohne meinen Willen bewegt" oder dem Äquivalent. Typ 3: acht antwortete mit "Ich wurde gezogen, um bewegt zu werden." oder das Äquivalent. Typ 4: Drei behaupteten "ein Gefühl, meine Finger zu bewegen". Die Antwort eines Teilnehmers umfasste sowohl die Typen 2 als auch die 3, ein anderer die Typen 2 und 4, ein anderer die Typen 2, 3 und 4 und der Rest enthielt nur einen der Typen 1-4. Die Typen 1, 2 und 3 stimmen eindeutig nicht mit den Aussagen 1-3 in Bezug auf die Verweigerung des Willens überein, die Hand zu bewegen. Darüber hinaus enthält Typ 4 keine Kausalität; daher ist es auch mit einer der Aussagen 1-3 unvereinbar. Insgesamt deuten die Ergebnisse darauf hin, dass keiner der Teilnehmer die SoA im herkömmlichen Sinne evozierte. Darüber hinaus kann davon ausgegangen werden, dass Typ 1 zwar einfach ihre SoA verweigerte, die Typen 2-4 jedoch ihre Einstellung anzeigten, sich mit der beobachteten körperivernen Bewegung zu überlappen, die extern erzeugt wurde. Zum Beispiel akzeptierte Typ 2 die beobachtete Bewegung als ihre eigene, in der Erkenntnis, dass sie nicht von ihrem Willen begleitet war. Typ 3 erwähnte ihre Motivation, Konsistenz mit der beobachteten Bewegung des anderen Ursprungs zu bringen, d. h., eine solche äußere Bewegung war wahrscheinlich, um ihre Wirkung zu verursachen. Typ 4 behauptete ein Gefühl der sensorischen Rückkopplung, obwohl er sich des Mangels an ihrem Willen oder ihrer Wirkung bewusst war. Insgesamt beschrieben 13 von 19 Teilnehmern das beobachtete Ereignis als ihre eigene Erfahrung, die von der anderen soA und nicht von der Ablehnung der SoA gebildet wurde.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61755/61755fig01.jpg"> Abbildung 1: Prozedurales Flussdiagramm für eine Studie im RHI-Experiment. Unter allen drei Bedingungen wurde ein Versuch innerhalb von 90 s abgeschlossen. Die SSCRs wurden in jeder Studie von 80 s bis 90 s identifiziert. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61755/61755fig01large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61755/61755fig02.jpg"> Abbildung 2: Vorbereitetes Setup. Das Setup für die Schritte 1.1 bis 1.17, vorbereiten die Videos. Eine 360°-Kamera befindet sich aus der Sicht der Teilnehmer. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61755/61755fig02large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61755/61755fig03.jpg"> Abbildung 3: Ein Frame aus einem Video, das den Teilnehmern gezeigt wird. Jedem Teilnehmer wird eine virtuelle Hand gezeigt, die sich an der gleichen Stelle wie seine eigene echte Hand befindet. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61755/61755fig03large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61755/61755fig04.jpg"> Abbildung 4: Das Messer-Bedrohungsereignis. Für die SCR-Messung, 80 s nach Beginn des Versuchs, erscheint ein Küchenmesser, gleitet über die gezeigte Hand und wird entfernt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61755/61755fig04large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61755/61755fig05.jpg"> Abbildung 5: Die engen und offenen Bewegungen der virtuellen Hand. 60 s nach Beginn der Prüfung beginnt die den Teilnehmern gezeigte offene Hand mit konstanter Geschwindigkeit zu schließen und nimmt 10 s im langsamen Zustand (A) oder 1 s im schnellen Zustand (B). Bald darauf öffnet es sich mit der gleichen Geschwindigkeit. Im schnellen Zustand wird diese Aktion 10 Mal wiederholt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61755/61755fig05large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61755/61755fig06.jpg"> Abbildung 6: Versuchsaufbau. Das Setup für die Durchführung der Versuche. Die Teilnehmer sehen sich im eigentlichen Setup mit dem gleichen Hintergrund und dem Experimentator konfrontiert wie im Video. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61755/61755fig06large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61755/61755fig07.jpg"> Abbildung 7: Boxplot des mittleren SCR nach der Messerdrohung für Versuche ohne Handbewegung (stabil) oder langsame oder schnelle Handbewegung. (A) In drei Gruppen und (B) in sechs Gruppen (getrennt den ersten und zweiten Versuch). Fehlerbalken zeigen Standardabweichungen an. Wenn die Ergebnisse der ersten und zweiten Runde kombiniert wurden und mehrere Vergleiche unter jeder der drei Bedingungen durchgeführt wurden, wurde kein signifikanter Unterschied in einem Paar gefunden. Dieses Ergebnis widerspricht unserer Hypothese, dass die schnelle Bewegung der gezeigten Hand SCR (die Intensität der illusionären SoO) eliminieren würde, weil sie das gleiche Niveau wie die anderen beiden war. Bei Tests zwischen dem ersten und zweiten Versuch innerhalb jeder Bedingung wurde jedoch ein signifikanter Unterschied nur in der schnellen Bedingung beobachtet (die erste gegen zweite Studie in der schnellen Bedingung; p < 0,05, Wilcoxon signierte Rangtests). Darüber hinaus zeigten sowohl der erste als auch der zweite Versuch in den Versuchen mit langsamer Bewegung und ohne Bewegung (stabil) hohe SCR-Werte, die sich nicht signifikant unterschieden. Dies deutet darauf hin, dass der SCR des zweiten Versuchs im schnellen Zustand nicht im gleichen Maße wie der erste beibehalten wurde, während der SCR im langsamen und stabilen Zustand beibehalten wurde, obwohl das Ereignis zweimal wiederholt wurde. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61755/61755fig07large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td colspan="2">Zusammenfassung der Antwort</td>
			<td>Anzahl</td>
			<td colspan="3">overrup</td>
		</tr>
<tr>
<td>Typ 1</td>
			<td colspan="2">Ich habe mich nicht bewegt.</td>
			<td>6</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>Typ 2</td>
			<td colspan="2">Ich dachte, dass sich meine Hand ohne meinen Willen bewegte.</td>
			<td>6</td>
			<td>Eine</td>
			<td>B</td>
			<td>C</td>
		</tr>
<tr>
<td>Typ 3</td>
			<td colspan="2">Ich war angezogen, mich zu bewegen.</td>
			<td>8</td>
			<td>Eine</td>
			<td></td>
			<td>C</td>
		</tr>
<tr>
<td>Typ 4</td>
			<td colspan="2">Ich hatte das Gefühl, meine Finger zu bewegen.</td>
			<td>3</td>
			<td></td>
			<td>B</td>
			<td>C</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabelle 1: Das Ergebnis der Eingabe von Antworten auf Q3 aus einer Zusammenfassung der einzelnen. Q3, die Frage zur Bewertung illusorischer SoA, "Was hast du über die langsamere Handbewegung gedacht?", wurde gestellt, nachdem bestätigt wurde, dass die Teilnehmer die langsame Bewegung der Hand beobachtet hatten. Drei Teilnehmer (a, b und c) machten mehrere Beschreibungen. Insgesamt gibt es keinen Antworttyp, der die Anweisungen enthält, die mit der Definition der SoA übereinstimmen. Darüber hinaus zeigen die Typen 2-4 verschiedene Einstellungen, die beobachtete Bewegung als ihre eigene Bewegung zu akzeptieren, während sie sie als von anderswo stammend anerkennt.

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Virtual Hand with Ambiguous Movement between the Self and Other Origin: Sense of Ownership and 'Other-Produced' Agency

Während frühere Forschungen über das körperliche Selbstbewusstsein davon ausgingen, dass Selbst- und andere Ursprungsbewegungen wahrnehmbar waren, erlaubt dieses Protokoll, sie auf einer virtuellen Hand mit unbeabsichtigten leichten Bewegungen mehrdeutig zu machen. Dies ermöglicht es uns, die Erfahrungen zu beobachten, die von SoO und anderen produzierten SoA gebildet wurden, anstatt das Fehlen von SoA.

Virtuelle Hand mit mehrdeutigen Bewegungen zwischen dem Selbst und anderen Ursprüngen: Sinn des Eigentums und "Anders produzierter" Agentur

The feeling that a body part is one&#8217;s own body (sense of ownership; SoO) and the feeling based on the causal relationship between one&#8217;s will ...

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Research

JoVE Journal

Behavior

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Serie: Virtual Hand with Ambiguous Movement between the Self and Other Origin: Sense of Ownership and 'Other-Produced' Agency

Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here with the goal of uncovering rhythm disorders, such as beat deafness. Beat deafness is characterized by poor performance in perceiving durations in auditory rhythmic patterns or poor synchronization of movement with auditory rhythms (e.g., with musical beats). These tasks include the synchronization of finger tapping to the beat of simple and complex auditory stimuli and the detection of rhythmic irregularities (anisochrony detection task) embedded in the same stimuli. These tests, which are easy to administer, include an assessment of both perceptual and sensorimotor timing abilities under different conditions (e.g., beat rates and types of auditory material) and are based on the same auditory stimuli, ranging from a simple metronome to a complex musical excerpt. The analysis of synchronized tapping data is performed with circular statistics, which provide reliable measures of synchronization accuracy (e.g., the difference between the timing of the taps and the timing of the pacing stimuli) and consistency. Circular statistics on tapping data are particularly well-suited for detecting individual differences in the general population. Synchronized tapping and anisochrony detection are sensitive measures for identifying profiles of rhythm disorders and have been used with success to uncover cases of poor synchronization with spared perceptual timing. This systematic assessment of perceptual and sensorimotor timing can be extended to populations of patients with brain damage, neurodegenerative diseases (e.g., Parkinson&#8217;s disease), and developmental disorders (e.g., Attention Deficit Hyperactivity Disorder).

Behavioral tasks that allow for the assessment of perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) are presented. Synchronization of finger tapping to the beat of an auditory stimuli and detecting rhythmic irregularities provides a means of uncovering rhythm disorders.

Aufdecken Schlag Taubheit: Entdecken Rhythmusstörungen mit Synchronized Finger Tapping und Wahrnehmungszeit Aufgaben

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here ...

Forschung

Verhalten

A Mouse Model of Subchronic and Mild Social Defeat Stress for Understanding Stress-induced Behavioral and Physiological Deficits

Stressful life events often increase the incidence of depression in humans. To study the mechanisms of depression, the development of animal models of depression is essential. Because there are several types of depression, various animal models are needed for a deeper understanding of the disorder. Previously, a mouse model of subchronic and mild social defeat stress (sCSDS) using a modified chronic social defeat stress (CSDS) paradigm was established. In the paradigm, to reduce physical injuries from aggressors, the duration of physical contact between the aggressor and a subordinate was reduced compared to in the original CSDS paradigm. sCSDS mice showed increased body weight gain, food intake, and water intake during the stress period, and their social behaviors were suppressed after the stress period. In terms of the face validity of the stress-induced overeating and overdrinking following the increased body weight gain, the sCSDS mice may show some features related to atypical depression in humans. Thus, a mouse model of sCSDS may be useful for studying the pathogenic mechanisms underlying depression. This protocol will help establish the sCSDS mouse model, especially for studying the mechanisms underlying stress-induced weight gain and polydipsia- and hyperphagia-like symptoms.

Here, methods for developing a mouse model of subchronic and mild social defeat stress are described and used to investigate the pathogenic features of depression including hyperphagia- and polydipsia-like symptoms following increased body weight.

Einem Mausmodell der Subchronische und Mild Social Niederlage Stress-for Understanding Stress-induzierten verhaltensmäßigen und physiologischen Defizite

Stressful life events often increase the incidence of depression in humans. To study the mechanisms of depression, the development of animal models of ...

Force and Position Control in Humans - The Role of Augmented Feedback

During motor behaviour, humans interact with the environment by for example manipulating objects and this is only possible because sensory feedback is constantly integrated into the central nervous system and these sensory inputs need to be weighted in order meet the task specific goals. Additional feedback presented as augmented feedback was shown to have an impact on motor control and motor learning. A number of studies investigated whether force or position feedback has an influence on motor control and neural activation. However, as in the previous studies the presentation of the force and position feedback was always identical, a recent study assessed whether not only the content but also the interpretation of the feedback has an influence on the time to fatigue of a sustained submaximal contraction and the (inhibitory) activity of the primary motor cortex using subthreshold transcranial magnetic stimulation. This paper describes one possible way to investigate the influence of the interpretation of feedback on motor behaviour by investigating the time to fatigue of submaximal sustained contractions together with the neuromuscular adaptations that can be investigated using surface EMG. Furthermore, the current protocol also describes how motor cortical (inhibitory) activity can be investigated using subthreshold TMS, a method known to act solely on the cortical level. The results show that when participants interpret the feedback as position feedback, they display a significantly shorter time to fatigue of a submaximal sustained contraction. Furthermore, subjects also displayed an increased inhibitory activity of the primary cortex when they believed to receive position feedback compared when they believed to receive force feedback. Accordingly, the results show that interpretation of feedback results in differences on a behavioural level (time to fatigue) that is also reflected in interpretation-specific differences in the amount of inhibitory M1 activity.

Controlling an identical movement with position or force feedback results in different neural activation and motor behavior. This protocol describes how to investigate behavioral changes by looking at neuromuscular fatigue and how to evaluate motor cortical (inhibitory) activity using subthreshold TMS with respect to the interpretation of augmented feedback.

Steuerkraft und Position in Humans - Die Rolle der Augmented Feedback

During motor behaviour, humans interact with the environment by for example manipulating objects and this is only possible because sensory feedback is ...

Combined Invasive Subcortical and Non-invasive Surface Neurophysiological Recordings for the Assessment of Cognitive and Emotional Functions in Humans

In spite of the success in applying non-invasive electroencephalography (EEG), magneto-encephalography (MEG) and functional magnetic resonance imaging (fMRI) for extracting crucial information about the mechanism of the human brain, such methods remain insufficient to provide information about physiological processes reflecting cognitive and emotional functions at the subcortical level. In this respect, modern invasive clinical approaches in humans, such as deep brain stimulation (DBS), offer a tremendous possibility to record subcortical brain activity, namely local field potentials (LFPs) representing coherent activity of neural assemblies from localized basal ganglia or thalamic regions. Notwithstanding the fact that invasive approaches in humans are applied only after medical indication and thus recorded data correspond to altered brain circuits, valuable insight can be gained regarding the presence of intact brain functions in relation to brain oscillatory activity and the pathophysiology of disorders in response to experimental cognitive paradigms. In this direction, a growing number of DBS studies in patients with Parkinson&#39;s disease (PD) target not only motor functions but also higher level processes such as emotions, decision-making, attention, memory and sensory perception. Recent clinical trials also emphasize the role of DBS as an alternative treatment in neuropsychiatric disorders ranging from obsessive compulsive disorder (OCD) to chronic disorders of consciousness (DOC). Consequently, we focus on the use of combined invasive (LFP) and non-invasive (EEG) human brain recordings in assessing the role of cortical-subcortical structures in cognitive and emotional processing trough experimental paradigms (e.g. speech stimuli with emotional connotation or paradigms of cognitive control such as the Flanker task), for patients undergoing DBS treatment.

The present protocol aims at assessing cognitive-emotional functions in the basal ganglia by simultaneous neurophysiological recording of local field potentials and non-invasive brain cortical activity (EEG). The procedure is exemplified by the use of paradigms involving speech stimuli with emotional connotation or the Flanker task involving cognitive control.

Kombinierte Invasive Subcortical und Nicht-invasive Oberflächenneurophysiologische Aufnahmen zur Beurteilung von kognitiven und emotionalen Funktionen beim Menschen

In spite of the success in applying non-invasive electroencephalography (EEG), magneto-encephalography (MEG) and functional magnetic resonance imaging ...

Creating Virtual-hand and Virtual-face Illusions to Investigate Self-representation

Studies investigating how people represent themselves and their own body often use variants of &#34;ownership illusions&#34;, such as the traditional rubber-hand illusion or the more recently discovered enfacement illusion. However, these examples require rather artificial experimental setups, in which the artificial effector needs to be stroked in synchrony with the participants&#39; real hand or face&#8212;a situation in which participants have no control over the stroking or the movements of their real or artificial effector. Here, we describe a technique to establish ownership illusions in a setup that is more realistic, more intuitive, and of presumably higher ecological validity. It allows creating the virtual-hand illusion by having participants control the movements of a virtual hand presented on a screen or in virtual space in front of them. If the virtual hand moves in synchrony with the participants&#39; own real hand, they tend to perceive the virtual hand as part of their own body. The technique also creates the virtual-face illusion by having participants control the movements of a virtual face in front of them, again with the effect that they tend to perceive the face as their own if it moves in synchrony with their real face. Studying the circumstances that illusions of this sort can be created, increased, or reduced provides important information about how people create and maintain representations of themselves.

Here, we describe virtual-hand and virtual-face illusion paradigms that can be used to study body-related self-perception/-representation. They have already been used in various studies to demonstrate that, under specific conditions, a virtual hand or face can be incorporated into one&#39;s body representation, suggesting that body representations are rather flexible.

Virtuelle Hand und Virtual-face Illusions Erstellen zur Untersuchung der Selbstdarstellung

Studies investigating how people represent themselves and their own body often use variants of &#34;ownership illusions&#34;, such as the traditional ...

How to Use the H1 Deep Transcranial Magnetic Stimulation Coil for Conditions Other than Depression

Deep transcranial magnetic stimulation (dTMS) is a relatively new technique that uses different coils for the treatment of different neuropathologies. The coils are made of soft copper windings in multiple planes that lie adjacent to the skull. They are located within a special helmet so that their magnetic fields combine and improve depth penetration. The H1 dTMS coil is designed to stimulate bilateral prefrontal cortices with greater effective stimulation over the left than the right. By positioning the left side of the coil close to the left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC), the H1 coil was used in a multisite study, leading to FDA approval for treatment-resistant depression. In this same position, the H1 coil was also explored as a possible treatment for negative symptoms of schizophrenia, bipolar depression, and migraine. When moved to different positions over the subject's skull, the H1 coil was also explored as a possible treatment for other conditions. Such manipulation of the H1 coil was demonstrated for PTSD and alcohol dependence by positioning it over the medial prefrontal cortex (mPFC), for anxiety by positioning it over the right prefrontal cortex (rPFC), for auditory hallucinations and tinnitus by positioning it over the temporoparietal junction (TPJ), and for Parkinson's and fatigue from multiple sclerosis (MS) by positioning it over the motor cortex (MC) and PFC. Corresponding electrical field diagrams measured with an oscilloscope through a saline-filled head are included.

The H1 deep transcranial magnetic stimulation coil is FDA-cleared for the treatment of depression. We demonstrate how to utilize the H1 for other conditions, such as auditory hallucinations and PTSD, by moving the helmet to different locations over the subject's skull.

Wie die H1 Tiefe Transkranielle Magnetstimulation Spule für Bedingungen zu verwenden, um andere als Depression

Deep transcranial magnetic stimulation (dTMS) is a relatively new technique that uses different coils for the treatment of different neuropathologies. The ...

Intracortical Inhibition Within the Primary Motor Cortex Can Be Modulated by Changing the Focus of Attention

It is well recognized that an external focus (EF) compared with an internal focus (IF) of attention improves motor learning and performance. Studies have indicated benefits in accuracy, balance, force production, jumping performance, movement speed, oxygen consumption, and fatiguing task. Although behavioral outcomes of using an EF strategy are well explored, the underlying neural mechanisms remain unknown. A recent TMS study compared the activity of the primary motor cortex (M1) between an EF and an IF. More precisely, this study showed that, when adopting an EF, the activity of intracortical inhibitory circuits is enhanced.
On the behavioral level, the present protocol tests the influence of attentional foci on the time to task failure (TTF) when performing submaximal contractions of the first dorsal interosseous (FDI). Additionally, the current paper describes two TMS protocols to assess the influence of attentional conditions on the activity of cortical inhibitory circuits within the M1. Thus, the present article describes how to use single-pulse TMS at intensities below the motor threshold (subTMS) and paired-pulse TMS, inducing short-interval intracortical inhibition (SICI) when applied to the M1. As these methods are assumed to reflect the responsiveness of GABAergic inhibitory neurons, without being affected by spinal reflex circuitries, they are well suited to measuring the activity of intracortical inhibitory circuits within the M1.
The results show that directing attention externally improves motor performance, as participants were able to prolong the time to task failure. Moreover, the results were accompanied by a larger subTMS-induced electromyography suppression and SICI when adopting an EF compared to an IF. As the level of cortical inhibition within the M1 was previously demonstrated to influence motor performance, the enhanced inhibition with an EF might contribute to the better movement efficiency observed in the behavioral task, indicated by a prolonged TTF with an EF.

Using two different transcranial magnetic stimulation (TMS) protocols, this manuscript describes how to measure and compare cortical inhibition within the primary motor cortex when adopting different attentional foci.

Intracortical Hemmung innerhalb der primären motorischen Kortex kann moduliert werden, indem Sie ändern den Fokus der Aufmerksamkeit

It is well recognized that an external focus (EF) compared with an internal focus (IF) of attention improves motor learning and performance. Studies have ...

Using Virtual Reality to Transfer Motor Skill Knowledge from One Hand to Another

As far as acquiring motor skills is concerned, training by voluntary physical movement is superior to all other forms of training (e.g. training by observation or passive movement of trainee&#39;s hands by a robotic device). This obviously presents a major challenge in the rehabilitation of a paretic limb since voluntary control of physical movement is limited. Here, we describe a novel training scheme we have developed that has the potential to circumvent this major challenge. We exploited the voluntary control of one hand and provided real-time movement-based manipulated sensory feedback as if the other hand is moving. Visual manipulation through virtual reality (VR) was combined with a device that yokes left-hand fingers to passively follow right-hand voluntary finger movements. In healthy subjects, we demonstrate enhanced within-session performance gains of a limb in the absence of voluntary physical training. Results in healthy subjects suggest that training with the unique VR setup might also be beneficial for patients with upper limb hemiparesis by exploiting the voluntary control of their healthy hand to improve rehabilitation of their affected hand.

We describe a novel virtual-reality based setup which exploits voluntary control of one hand to improve motor-skill performance in the other (non-trained) hand. This is achieved by providing real-time movement-based sensory feedback as if the non-trained hand is moving. This new approach may be used to enhance rehabilitation of patients with unilateral hemiparesis.

Verwendung von Virtual Reality motorischen Wissenstransfer aus einer Hand zur anderen

As far as acquiring motor skills is concerned, training by voluntary physical movement is superior to all other forms of training (e.g. training by ...

The Other End of the Leash: An Experimental Test to Analyze How Owners Interact with Their Pet Dogs

It has been suggested that the way in which owners interact with their dogs can largely vary and influence the dog-owner bond, but very few objective studies, so far, have addressed how the owner interacts with the dog. The goal of the present study was to record dog owners&#39; interaction styles by means of objective observation and coding. The experiment included eight standardized situations in which owners of pet dogs were asked to perform specific tasks including both positive (i.e. playing, teaching a new task, showing a preference towards an object in a food searching task, greeting after separation) and potentially distressing tasks (i.e. physical restriction during DNA sampling, putting a T-shirt onto the dog, giving basic obedience commands while the dog was distracted). The video recordings were coded off-line using a specifically designed coding scheme including scores for communication, social support, warmth, enthusiasm, and play style, as well as frequency of behaviors like petting, praising, commands, and attention sounds. Exploratory Factor Analysis of the 20 variables measured revealed 3 factors, labeled as Owner Warmth, Owner Social Support, and Owner Control, which can be viewed as analogues to parenting style dimensions. The experimental procedure introduced here represents the first standardized measure of interaction styles of dog owners. The methodology presented here is a useful tool to investigate individual variation in the interaction style of pet dog owners that can be used to explain differences in the dog-human relationship, dogs&#39; behavioral outcomes, and dogs stress coping strategies, all crucial elements both from a theoretical and applied point of view.

This article presents eight different experimental tasks, mirroring the everyday life of dogs and owners, used to analyze how owners interact with their dogs in a standardized way. The tasks included both positive (e.g. play) and negative (potentially stressful) situations (e.g. physical restriction).

Das andere Ende der Leine: einen experimentellen Test zur Analyse der Interaktion von Besitzer und ihre Hunde

It has been suggested that the way in which owners interact with their dogs can largely vary and influence the dog-owner bond, but very few objective ...

Virtual Reality Experiments with Physiological Measures

Virtual reality (VR) experiments are increasingly employed because of their internal and external validity compared to real-world observation and laboratory experiments, respectively. VR is especially useful for geographic visualizations and investigations of spatial behavior. In spatial behavior research, VR provides a platform for studying the relationship between navigation and physiological measures (e.g., skin conductance, heart rate, blood pressure). Specifically, physiological measures allow researchers to address novel questions and constrain previous theories of spatial abilities, strategies, and performance. For example, individual differences in navigation performance may be explained by the extent to which changes in arousal mediate the effects of task difficulty. However, the complexities in the design and implementation of VR experiments can distract experimenters from their primary research goals and introduce irregularities in data collection and analysis. To address these challenges, the Experiments in Virtual Environments (EVE) framework includes standardized modules such as participant training with the control interface, data collection using questionnaires, the synchronization of physiological measurements, and data storage. EVE also provides the necessary infrastructure for data management, visualization, and evaluation. The present paper describes a protocol that employs the EVE framework to conduct navigation experiments in VR with physiological sensors. The protocol lists the steps necessary for recruiting participants, attaching the physiological sensors, administering the experiment using EVE, and assessing the collected data with EVE evaluation tools. Overall, this protocol will facilitate future research by streamlining the design and implementation of VR experiments with physiological sensors.

Virtual reality (VR) experiments can be difficult to implement and require meticulous planning. This protocol describes a method for the design and implementation of VR experiments that collect physiological data from human participants. The Experiments in Virtual Environments (EVE) framework is employed to accelerate this process.