Los autores desean agradecer a los miembros del Laboratorio de Investigación de la Visión y el Sensory-Motor Laboratorio de Integración para ayudar a los participantes de ejecución de este estudio, Polina Yanovich, Joshua Dobias, y Robert W. Isenhower ayuda en la fase de diseño inicial, y Tom Gracia por su ayuda en la construcción del estímulo. Este trabajo recibió el apoyo de las siguientes fuentes: el Programa de Postgrado de Becas de Investigación NSF: Award # DGE-0937373, la NSF CyberEnabled Descubrimiento e Innovación de tipo I (Idea): Grant # 094158, y el Programa de Biotecnología Capacitación NIH Rutgers-UMDNJ: Grant # 5T32GM008339-22.

1. Construir el aparato de Estímulo <ol><li> Construir una plataforma móvil en una pista de deslizamiento. Cada estímulo se coloca en la plataforma móvil en función del tipo de ensayo se llama para. </li><li> Asegure la pista sobre una mesa a una altura adecuada que permite la plataforma de estímulo sea a nivel del ojo con el participante para estar sentado frente a la mesa. </li><li> Adjuntar un mecanismo de resorte retráctil a la plataforma de estímulo. Conectar la entrada para el mecanismo de resorte de una placa de circuito. </li><li> Coloque el conjunto de luces detrás del asiento del participante, frente a la plataforma de estímulo. Es importante para iluminar la plataforma de estímulo de manera uniforme debido a la iluminación desigual puede proyectar sombras que interfieren con la percepción ilusoria. Conecte el conjunto de las lámparas a un convertidor que la une a la placa de circuito. </li><li> Coloque una caja de conmutación hasta el borde de la mesa más cercana a la de donde se sentará el participante. Los participantes ponen su mano en la caja del interruptor unat el comienzo de cada prueba y activar el interruptor tan pronto como se levante la mano para ejecutar el movimiento de la mano. Vincular la entrada de la caja de interruptores de la placa de circuito. </li><li> Conecte cada pin de salida de la placa de circuito a un pin del microcontrolador para controlar la activación simultánea de la retracción de la plataforma móvil a través del mecanismo de la primavera y el apagado de las luces una vez que se activa la caja de interruptores. El estímulo debe retractarse y las luces debe apagar después del inicio del movimiento de alcance en cada ensayo para evitar las correcciones visuales en línea y retroalimentación háptica se produzcan. Se utiliza la caja de interruptores para que la retracción del estímulo y el inicio oscuridad se llevan a cabo sólo después de que se inicia el movimiento, haciendo de esta una tarea alcance inmediato. </li><li> Escriba un programa MATLAB que controla las señales del microcontrolador. Utilice el código de MATLAB para almacenar una secuencia de ensayos e instruir el experimentador lo estímulos y condiciones de visualización que se utilizará para cada ensayo. </li><li> Construcestímulos t de capacitación, el estímulo inversa perspectiva, y el estímulo adecuado perspectiva (Figuras 1 y 2). Estímulos de entrenamiento constan de dos paneles rectangulares que representan a la pared aislada del edificio del medio incrustado en el estímulo inversa perspectiva y el estímulo adecuado perspectiva derecho de superficie. El propósito de los estímulos de entrenamiento será discutido en el procedimiento experimental. Fije objetivos rojos disco plano a la derecha de la línea media de los estímulos. </li></ol> 2. Los participantes <ol><li> Obtener el consentimiento informado por escrito de la IRB aprobó el protocolo de acuerdo con la Declaración de Helsinki antes de iniciar la sesión experimental. </li><li> Pruebe el participante para la agudeza visual en cada ojo, la estereopsis (usando una prueba Randot-Stereo), y el dominio de los ojos. </li><li> Puesta en marcha del sistema de captura de movimiento. Utilice catorce sensores electro-magnética a 240 Hz y el software de motion-tracking. La alta resolución del sistema de grabación almínimos para el análisis en profundidad del desarrollo del movimiento en tres dimensiones de catorce sensores simultáneamente, que los estudios anteriores no tienen. <ol><li> Coloque doce de los catorce sensores en los siguientes segmentos corporales utilizando bandas deportivas diseñadas para optimizar el movimiento sin restricciones del cuerpo: cabeza, tronco, hombros derecho e izquierdo, brazo izquierdo, antebrazo izquierdo, muñeca izquierda, parte superior del brazo derecho, el antebrazo derecho, muñeca, el dedo índice derecho la mano y pulgar de la mano derecha. </li><li> Coloque los dos sensores restantes en la parte trasera de los estímulos directamente detrás de la ubicación de destino para alcanzar una posición precisa del objetivo en el espacio 3D en relación con el participante durante la formación y bloques experimentales. </li></ol></li></ol> 3. Procedimiento experimental <ol><li> Coloque todos los estímulos fuera de la vista del participante en este momento. Apague todas las luces a excepción de las lámparas que se utilizan para iluminar la plataforma de estímulo. Dim cualquiera de las pantallas de ordenador que se utilizan para ejecutar el experiment de manera que sus luces no interfieren con la iluminación incluso proyecta sobre el aparato. </li><li> Antes de empezar cualquier ensayo, informará al participante del flujo de experimento. Notificarles de la retracción del estímulo y de apagar las luces una vez que inician el movimiento levantando su mano de la caja de interruptores. Recuérdeles que no deben tratar de seguir la plataforma retráctil, pero a sólo agarrar en donde el objetivo fue visto por última vez. Demostrar cómo agarrar a donde ellos recuerdan haber visto por última vez el blanco acercándose a ella perpendiculares a la superficie percibida. </li><li> Comience ensayos de práctica. Estos ensayos permiten que el participante se sienta cómodo con la configuración. No hay estímulo de prueba en la plataforma - sólo un tablero negro con un saliente de polo central utilizado para fijar los estímulos. Instruya a los participantes a alcanzar en el polo central y llevar la mano hacia atrás para descansar al término de la distancia, a su / su propio ritmo; repita para tres ensayos. Nota: Es importante no dar instrucciones sobre cómo Retract la mano; este componente debe ser automática y por debajo de un control consciente. </li><li> Iniciar los ensayos de formación. Pida al participante para cerrar su / sus ojos después de cada ensayo para el resto del experimento. Mientras los ojos de los participantes están cerradas, colocar el estímulo de entrenamiento se pide en el programa MATLAB para el polo central; el orden de presentación de los estímulos de entrenamiento es al azar por el programa MATLAB para un total de ocho ensayos, cuatro para cada estímulo. Estímulos de entrenamiento ayudan a demostrar la curvatura del alcance cuando se le preguntó para agarrar a los blancos en las superficies físicas representante de los objetivos utilizados en los estímulos experimentales. </li><li> Comience ensayos experimentales. Hay tres condiciones de estímulo para los ensayos experimentales: (1) reverspective bajo percepto ilusorio, como en la figura 1f (REV-ILLU), (2) reverspective bajo percepción verídica, como en la figura 1e (REV-VER), y (3) adecuada perspectiva (PRO), como en la figura 1c. Recordemos que condiciones (1) y (2) utilizar el mismo estímulo reverspective física. <ol><li> En primer lugar presentar el estímulo reverspective. Pida al participante si él / ella puede estabilizar la percepción ilusoria del edificio del medio, &quot;saltando&quot; hacia él / ella. Si el participante tiene problemas para estabilizar la percepción ilusoria, colocar una lente de-centrarse en el ojo no dominante para debilitar la estereopsis con el fin de preservar la percepción ilusoria manteniendo alcanzando la distancia a la meta 18. Si el participante requiere la lente de-centrarse, a continuación, asegúrese de encargar a él / ella para ponerse antes de cada ensayo REV-ILLU. </li><li> Tras el primer ensayo REV-ILLU, el programa MATLAB de forma aleatoria el orden de los ensayos. Para cada ensayo, dan las siguientes instrucciones, dependiendo de la condición de estímulo: REV-ILLU: &quot;Ver el edificio del medio como saltando hacia ti.&quot; REV-VER: &quot;Ver el edificio del medio como la espeleología en alejarme de ti.&quot; PRO: &quot;Ver el edificio del medio como saltando hacia you &quot;. Una vez que el participante confirma una percepción estable, pídales que agarrar al blanco. Lleve a cabo doce ensayos para cada condición para un total de 36 ensayos experimentales. </li></ol></li></ol> 4. Análisis de Datos <ol><li> Para analizar los movimientos en términos de alcance dirigido a un objetivo y retracciones automáticas, primero se descomponen los datos en dos clases de movimiento detectando el punto en el que la velocidad del movimiento, después de su iniciación, se acerca a la velocidad instantánea de cero. </li><li> Para buscar diferencias en la curvatura de las trayectorias de la trayectoria de la mano para cada condición de estímulo, realice la prueba de Wilk Lambda Estadística en el conjunto de datos en 3 dimensiones en cada punto en el tiempo durante la trayectoria. Prueba Lambda del Wilk reduce la estadística de Λ probabilidad de prueba a un valor escalar por medio de determinantes para ayudarnos a deducir si o no el vector de trayectoria media para REV-ILLU es similar a REV-VER o PRO 22. </li><li> Para el estudio de la orientacióntación de la mano hacia el objetivo al final del alcance dirigido a un objetivo, comparar el ángulo formado entre el vector de enfoque de unidad generada por las posiciones de los sensores pulgar, índice, y la muñeca en relación con el objetivo de unidad normal a la superficie del vector (Figuras 5a y 5b). </li></ol>

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Los autores declaran no tener intereses financieros en competencia.

Nuestros métodos proporcionan una plataforma para probar la validez de los modelos de percepción-acción mediante el análisis de todo el desarrollo de movimiento en relación con la tarea experimental. El paradigma se puede modificar para probar otros tipos de estímulos visuales para ampliar esta área de investigación. Por ejemplo, otra Diis 3D puede ser probado en el aparato para ver cómo las interacciones entre los procesos de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba se traducen a varios estímulos. Los méto...

Visión para la Percepción vs Visión para la Acción Para navegar con éxito en el medio ambiente, la información del sistema visual se utiliza para ayudar a coordinar el movimiento humano. ¿Cómo se selecciona la información visual y priorizado para influir en las acciones motoras sigue siendo poco clara. Dos de las principales proyecciones anatómicas surgen de la corteza visual primaria para formar el ventral (&quot;qué&quot;, o &quot;visión de la percepción&quot;) vía, que se extiende hasta la zona temporal, y el dorsal (&quot;dónde&quot;, o &quot;la visión a la acción&quot;) y la vía , para el lóbulo parietal 1-2. La corriente ventral está implicada en la utilización de la información visual para los procesos de percepción, tales como el reconocimiento de objetos y la identificación, mientras que la corriente dorsal está pensado exclusivamente para procesar las señales de orientación de acción y la conciencia espacial. La pregunta es si los procesos de arriba hacia abajo de la corriente ventral forma a la manera en que se ejecutan los movimientos. El festudio de caso de amous DF paciente, evaluada por Goodale y Milner en 1992, aportó pruebas y apoyo a la hipótesis visual de dos arroyos, que afirma que los procesos de la corriente ventral y dorsal son separables para la percepción y la acción 3 fuerte. En teoría, las señales ascendentes de paralaje de movimiento y la disparidad binocular pueden anular la información perceptual de arriba hacia abajo, como el conocimiento previo y la familiaridad con el fin de orientar con precisión nuestras acciones, lo que sugiere que la planificación motora es impermeable al control de corriente ventral. DF, que sufría de forma agnosia visual causada por lesiones occipitales bilaterales ventrales, conserva la capacidad de agarre precisa hacia los objetos que ella tenía dificultades para reconocer, apoyar la premisa de lo visual hipótesis de los dos flujos de 3-4. Debido a los estudios de caso como DF, se asumió que la dicotomía stream-ventral dorsal funcional también existía en los individuos sanos, no patológicas. Sin embargo, si estos resultados proporcionan evidencia de una absodivisión laúd del trabajo para la percepción y la acción en las poblaciones neurotypical ha sido objeto de acalorados debates en los últimos veinte años, 5-10. El uso de las ilusiones de segregar Percepción y Acción Para probar la hipótesis visual de dos corrientes en sujetos neurotypical, los investigadores emplean ilusiones visuales para investigar cómo los juicios de percepción sesgada del entorno afectan nuestras acciones motoras. La ilusión de Ebbinghaus / Titchener, por ejemplo, utiliza un blanco disco rodeado de discos más pequeños que parece ser más grande que otro disco del mismo tamaño rodeada de círculos más grandes; esto es debido a un efecto de contraste de tamaño 11. Cuando los participantes llegan a comprender el destino de disco, si la hipótesis de dos corrientes es cierto, entonces la abertura de agarre de la mano agarrando a la diana de disco no se vería afectada por la ilusión, haciendo que el participante para actuar en la verdadera geometría del disco de destino en lugar de confiar en la incorrecta estim tamaño perceptualates. Aglioti et al. en el informe hecho este comportamiento, el razonamiento de que los procesos visuales independientes gobiernan acciones calificados y la percepción consciente 11. Por el contrario, otros grupos se han opuesto a estos resultados, al no encontrar la disociación entre los procesos de percepción y de acción cuando se controla cuidadosamente la correspondencia de las tareas perceptivas y prensiles, proponiendo una integración de la información del flujo visual más que una separación 12. A pesar de varios estudios de seguimiento llevados a cabo para validar o refutar la hipótesis visual de dos arroyos con el Illusion Ebbinghaus, hay piezas que compiten de evidencia para apoyar ambos lados de la discusión 13. Para profundizar en la influencia de la percepción visual en los procesos de acción, se han utilizado también las ilusiones de inversión de la profundidad 3D (DII). Diis producen movimiento ilusorio y percibida reversión profundidad de escenas en las que los ángulos cóncavos físicamente se perciben como convexa y viceversa 14. The HollowIlusión de la cara es un ejemplo de un DII que genera la percepción de un rostro normal, convexo aunque el estímulo es físicamente cóncava, lo que implica el papel de las influencias de arriba hacia abajo, como el conocimiento previo y el sesgo de convexidad para provocar la percepción ilusoria 15-16. A pesar de los esfuerzos para caracterizar el comportamiento del motor en alcanzar hacia las metas en el hueco de la ilusión de la cara, la evidencia sigue siendo ambigua: un estudio informa un efecto en la salida del motor 17, mientras que otro no lo hace 18. Estos estudios se basan en la comparación de las estimaciones de profundidad de percepción hasta el punto final cálculos de distancia de la parte relativa a los objetivos situados en el hueco de la ilusión de la cara. Los resultados contradictorios sobre las acciones realizadas en este tipo de estímulos pueden ser el resultado de las variaciones en los métodos utilizados por los investigadores. Debido a la forma en que se utiliza la información ventral y dorsal arroyo está todavía a debate, esta controversia despierta la necesidad de un estímulo más fuerte con medidas avanzadas adicionales de Behavio motorr. Es precisamente por eso se desarrolló una técnica utilizando estímulos inversa perspectiva, comúnmente conocida como &quot;reverspectives&quot;, que forman otra clase de Diis 14. Señales perspectiva lineal que se pintan en las superficies planas a trozos 3D producen una competencia entre la geometría física del estímulo y de la escena pintada real. Señales sensoriales basadas en datos, tales como la disparidad binocular y paralaje de movimiento a favor de la percepción verídica de la geometría física, mientras que el conocimiento basado en la experiencia con la perspectiva favorece la percepción de la profundidad inversión (Figura 1). La ventaja de la reverspective es que permite la colocación de un objetivo sobre una superficie de estímulo percibido cuya orientación espacial bajo la ilusión difiere por cerca de 90 grados desde su orientación física (Figuras 1e y 1f). Esta enorme diferencia facilita enormemente comprobar que los movimientos alcance-para aferramiento son o no inflinfluenciada por la ilusión. Esta idea es clave para explorar si las acciones realizadas en el motor reverspective se ven afectados por las influencias de arriba hacia abajo de la corriente ventral. Las clases de movimiento en modelos Percepción-Acción Si las diferentes estrategias de motor se emplean bajo percepciones ilusorias y verídicos al grabar hacia un blanco en un estímulo reverspective, entonces puede ser fácilmente rastreado mediante el estudio de la curvatura de la aproximación de la mano. Por otra parte, un análisis de todo el movimiento se desarrolla desde el inicio del movimiento dirigido a un objetivo a la retracción espontánea y automática de la mano de nuevo a su estado de reposo puede ser en realidad de bypass todas las deficiencias observadas en los métodos anteriores de pruebas para la influencia perceptual en la salida del motor. Estudios recientes ponen de relieve la importancia de estudiar el equilibrio entre estas dos clases de movimiento, así como el uso de los segmentos espontáneos por los sistemas nerviosos para contro predictivo y anticipatorial 19-21,23-24. La clase recién estadísticamente definido de movimientos espontáneos automática proporciona nuevas métricas y características que resultan ser tan crucial como los dirigidos a un objetivo han sido hasta ahora para seguir los cambios sensoriales y motoras y cuantificar los aspectos sutiles de comportamientos naturales. Hasta donde sabemos, la investigación existente sobre el visual hipótesis de dos corrientes sólo se centra en los actos dirigidos a un objetivo, ignorando con ello cualquier efecto sobre los movimientos de transición automáticos que son componentes significativos para completar el bucle acción visomotora. El énfasis, por tanto, debe ser colocado en la importancia de los movimientos automáticos con el fin de captar plenamente los modos de comportamiento del motor en el paradigma actual para aclarar las cuestiones relativas a los modelos de percepción-acción visuales. Aquí se desarrollan los métodos para investigar el papel de la señalización de arriba hacia abajo en la corriente ventral visual en la modulación de la conducta motora en el, dominio de acción dirigido a un objetivo deliberado en conjunción con espontánea, de tránsitomovimientos ional utilizando un robusto DII estímulo inversa-perspectiva. Razón fundamental La hipótesis es que, si los procesos visuales de arriba hacia abajo influyen en el sistema sensorio-motor, las trayectorias de movimiento completo hacia el blanco incrustado en la escena inversa perspectiva 3D bajo la percepción ilusoria será diferente de la aproximación al destino provocado por la percepción verídica (Figuras 1e y 1f). Por lo tanto, Además, puesto que la percepción ilusoria del estímulo reverspective es muy similar a la obtenida por una adecuada (&quot;forzada&quot;) estímulo perspectiva, alcanza realizado hacia un objetivo incrustado en una reverspective debe ser similar en características a tramos realizados bajo la influencia de la ilusión del estímulo reverspective (Figuras 1c y 1f). Si arriba hacia abajo influencias visuales no afectan la trayectoria de movimiento, entonces se plantea la hipótesis de que llegue hecho under la percepción ilusoria exhibiría las mismas características que alcances realizados bajo la percepción verídica del estímulo reverspective (Figura 1e). En otras palabras, alcances de percepciones tanto ilusorias y verídicas serían similares en la naturaleza, de tal forma que ambas trayectorias de la trayectoria hacia adelante actuarían sobre la verdadera geometría del estímulo. ¿Cómo los efectos observados en el delantero alcanzan traducir en la retracción automática de la mano es desconocido. Mediante el empleo de un análisis integral del motor, nuestro objetivo es avanzar en la comprensión de la acción y la percepción bucles para aclarar las cuestiones existentes a la mano.

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	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:276px;">Laboratory bench</td>
			<td style="width:252px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:276px;">Slidable Track with Retractable Spring</td>
			<td style="width:252px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>built in-house</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:276px;">Retractable Spring</td>
			<td style="width:252px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:276px;">Adjustable Lamps</td>
			<td style="width:252px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:276px;">Switch Box</td>
			<td style="width:252px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:276px;">Circuit Board</td>
			<td style="width:252px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:276px;">Arduino</td>
			<td style="width:252px;">Smart Projects, Italy</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:276px;">MATLAB</td>
			<td style="width:252px;">The MathWorks Inc., Natick, MA, USA</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:276px;">Randot-dot Stereo Test</td>
			<td style="width:252px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:276px;">Reverse-Perspective Stimulus</td>
			<td style="width:252px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>built in-house</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:276px;">Proper-Perspective Stimulus</td>
			<td style="width:252px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>built in-house</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:276px;">Training Stimuli</td>
			<td style="width:252px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>built in-house</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:276px;">Polhemus Motion Capture System</td>
			<td style="width:252px;">Liberty, Colchester, VT, USA</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:276px;">The Motion Monitor Motion-Tracking Software</td>
			<td style="width:252px;">Innovative Sports Training, Inc., Chicago, IL</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:276px;">Sport Sweatbands</td>
			<td style="width:252px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:276px;">De-Focusing Lens</td>
			<td style="width:252px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

methods to explore the influence of top-down visual processes on motor behavior

Conciencia kinestésica es importante para navegar con éxito en el medio ambiente. Cuando interactuamos con nuestro entorno cotidiano, algunos aspectos del movimiento se planearon deliberadamente, mientras que otros se producen de forma espontánea por debajo de la conciencia. El componente intencional de esta dicotomía ha sido ampliamente estudiado en varios contextos, mientras que el componente espontáneo sigue siendo en gran parte bajo-explorado. Por otra parte, cómo los procesos perceptuales modulan estas clases de movimiento todavía no está claro. En particular, un tema actualmente debatido es si el sistema visuomotor se rige por la percepción espacial producida por una ilusión visual o si no se ve afectado por la ilusión y se rige no por la percepción verídica. Percepciones biestables como ilusiones inversión profundidad 3D (DIIS) proporcionan un excelente contexto para estudiar estas interacciones y el equilibrio, especialmente cuando se utiliza en combinación con movimientos alcance de captar. En este estudio, se desarrolla una metodología que utiliza un DII a clarcificar el papel de los procesos de arriba hacia abajo en la acción del motor, especialmente la exploración de cómo se extiende hacia un objetivo en una DII se ven afectados en ambos dominios de movimientos deliberados y espontáneos.

<html> 1. Hand Path Trayectorias Los resultados se muestran para Representante Asunto VT. El Lambda de Wilk prueba Estadísticas permite la reducción de los datos de espacio de tres dimensiones en un valor escalar por el uso de los determinantes. Lambda estadística del Wilk utiliza la prueba de razón de verosimilitud <img alt="" fo:content-width=".8in" src="/files/ftp_upload/51422/51422eq1.jpg" width="90" /> , En el que la suma &quot;dentro&quot; de las plazas y de los productos forman la mat...

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Methods to Explore the Influence of Top-down Visual Processes on Motor Behavior

No está claro cómo las señales de arriba hacia abajo de la corriente visual ventral afectan al movimiento. Hemos desarrollado un paradigma para probar el comportamiento del motor hacia un objetivo en una ilusión inversión de la profundidad 3D. Las diferencias significativas se registraron en ambos movimientos deliberados dirigidos a un objetivo y las acciones automáticas en condiciones de visión ilusoria y verídicos.

Los métodos para explorar la influencia de arriba hacia abajo Procesos Visuales en Comportamiento Motor

Kinesthetic awareness is important to successfully navigate the environment. When we interact with our daily surroundings, some aspects of movement are ...

methods-to-explore-influence-top-down-visual-processes-on-motor

Research

JoVE Journal

Behavior

24.2K vistas.  Rutgers University.  No está claro cómo las señales de arriba hacia abajo de la corriente visual ventral afectan al movimiento. Hemos desarrollado un paradigma para probar el comportamiento del motor hacia un objetivo en una ilusión inversión de la profundidad 3D. Las diferencias significativas se registraron en ambos movimientos deliberados dirigidos a un objetivo y las acciones automáticas en condiciones de visión ilusoria y verídicos. 

Video: Methods to Explore the Influence of Top-down Visual Processes on Motor Behavior

Methods to Test Visual Attention Online

Online data collection methods have particular appeal to behavioral scientists because they offer the promise of much larger and much more representative data samples than can typically be collected on college campuses. However, before such methods can be widely adopted, a number of technological challenges must be overcome &#8211; in particular in experiments where tight control over stimulus properties is necessary. Here we present methods for collecting performance data on two tests of visual attention. Both tests require control over the visual angle of the stimuli (which in turn requires knowledge of the viewing distance, monitor size, screen resolution, etc.) and the timing of the stimuli (as the tests involve either briefly flashed stimuli or stimuli that move at specific rates). Data collected on these tests from over 1,700 online participants were consistent with data collected in laboratory-based versions of the exact same tests. These results suggest that with proper care, timing/stimulus size dependent tasks can be deployed in web-based settings.

To replicate laboratory settings, online data collection methods for visual tasks require tight control over stimulus presentation. We outline methods for the use of a web application to collect performance data on two tests of visual attention.

Métodos para probar Visual Atención Online

Online data collection methods have particular appeal to behavioral scientists because they offer the promise of much larger and much more representative ...

Investigación

Comportamiento

Investigating Motor Skill Learning Processes with a Robotic Manipulandum

Skilled reaching tasks are commonly used in studies of motor skill learning and motor function under healthy and pathological conditions, but can be time-intensive and ambiguous to quantify beyond simple success rates. Here, we describe the training procedure for reach-and-pull tasks with ETH Pattus, a robotic platform for automated forelimb reaching training that records pulling and hand rotation movements in rats. Kinematic quantification of the performed pulling attempts reveals the presence of distinct temporal profiles of movement parameters such as pulling velocity, spatial variability of the pulling trajectory, deviation from midline, as well as pulling success. We show how minor adjustments in the training paradigm result in alterations in these parameters, revealing their relation to task difficulty, general motor function or skilled task execution. Combined with electrophysiological, pharmacological and optogenetic techniques, this paradigm can be used to explore the mechanisms underlying motor learning and memory formation, as well as loss and recovery of function (e.g. after stroke).

A paradigm is presented for training and analysis of an automated skilled reaching task in rats. Analysis of pulling attempts reveals distinct subprocesses of motor learning.

La investigación de los procesos de aprendizaje de habilidades motoras con una robótica Manipulandum

Skilled reaching tasks are commonly used in studies of motor skill learning and motor function under healthy and pathological conditions, but can be ...

Using a Split-belt Treadmill to Evaluate Generalization of Human Locomotor Adaptation

Understanding the mechanisms underlying locomotor learning helps researchers and clinicians optimize gait retraining as part of motor rehabilitation. However, studying human locomotor learning can be challenging. During infancy and childhood, the neuromuscular system is quite immature, and it is unlikely that locomotor learning during early stages of development is governed by the same mechanisms as in adulthood. By the time humans reach maturity, they are so proficient at walking that it is difficult to come up with a sufficiently novel task to study de novo locomotor learning. The split-belt treadmill, which has two belts that can drive each leg at a different speed, enables the study of both short- (i.e., immediate) and long-term (i.e., over minutes-days; a form of motor learning) gait modifications in response to a novel change in the walking environment. Individuals can easily be screened for previous exposure to the split-belt treadmill, thus ensuring that all experimental participants have no (or equivalent) prior experience. This paper describes a typical split-belt treadmill adaptation protocol that incorporates testing methods to quantify locomotor learning and generalization of this learning to other walking contexts. A discussion of important considerations for designing split-belt treadmill experiments follows, including factors like treadmill belt speeds, rest breaks, and distractors. Additionally, potential but understudied confounding variables (e.g., arm movements, prior experience) are considered in the discussion.

We describe a protocol for investigating human locomotor adaptation using the split-belt treadmill, which has two belts that can drive each leg at a different speed. We specifically focus on a paradigm designed to test the generalization of adapted locomotor patterns to different walking contexts (e.g., gait speeds, walking environments).

Con una cinta de cinturón de Split para evaluar la generalización de la adaptación humana Aparato Locomotor

Understanding the mechanisms underlying locomotor learning helps researchers and clinicians optimize gait retraining as part of motor rehabilitation. ...

The "Motor" in Implicit Motor Sequence Learning: A Foot-stepping Serial Reaction Time Task

This protocol describes a modified serial reaction time (SRT) task used to study implicit motor sequence learning. Unlike the classic SRT task that involves finger-pressing movements while sitting, the modified SRT task requires participants to step with both feet while maintaining a standing posture. This stepping task necessitates whole body actions that impose postural challenges. The foot-stepping task complements the classic SRT task in several ways. The foot-stepping SRT task is a better proxy for the daily activities that require ongoing postural control, and thus may help us better understand sequence learning in real-life situations. In addition, response time serves as an indicator of sequence learning in the classic SRT task, but it is unclear whether response time, reaction time (RT) representing mental process, or movement time (MT) reflecting the movement itself, is a key player in motor sequence learning. The foot-stepping SRT task allows researchers to disentangle response time into RT and MT, which may clarify how motor planning and movement execution are involved in sequence learning. Lastly, postural control and cognition are interactively related, but little is known about how postural control interacts with learning motor sequences. With a motion capture system, the movement of the whole body (e.g., the center of mass (COM)) can be recorded. Such measures allow us to reveal the dynamic processes underlying discrete responses measured by RT and MT, and may aid in elucidating the relationship between postural control and the explicit and implicit processes involved in sequence learning. Details of the experimental set-up, procedure, and data processing are described. The representative data are adopted from one of our previous studies. Results are related to response time, RT, and MT, as well as the relationship between the anticipatory postural response and the explicit processes involved in implicit motor sequence learning.

The &quot;Motor&quot; in Implicit Motor Sequence Learning: A Foot-stepping Serial Reaction Time Task

We introduce the foot-stepping serial reaction time (SRT) task. This modified SRT task, complementing the classic SRT task that involves only finger-pressing movement, better approximates daily sequenced activities and allows researchers to study the dynamic processes underlying discrete response measures and disentangle the explicit process operating in implicit sequence learning.

El "Motor" motor implícito la secuencia de aprendizaje: tiempo de reacción Serial pie-caminar tarea

This protocol describes a modified serial reaction time (SRT) task used to study implicit motor sequence learning. Unlike the classic SRT task that ...

Using Eye Movements Recorded in the Visual World Paradigm to Explore the Online Processing of Spoken Language

In a typical eye tracking study using the visual world paradigm, participants' eye movements to objects or pictures in the visual workspace are recorded via an eye tracker as the participant produces or comprehends a spoken language describing the concurrent visual world. This paradigm has high versatility, as it can be used in a wide range of populations, including those who cannot read and/or who cannot overtly give their behavioral responses, such as preliterate children, elderly adults, and patients. More importantly, the paradigm is extremely sensitive to fine grained manipulations of the speech signal, and it can be used to study the online processing of most topics in language comprehension at multiple levels, such as the fine grained acoustic phonetic features, the properties of words, and the linguistic structures. The protocol described in this article illustrates how a typical visual world eye tracking study is conducted, with an example showing how the online processing of some semantically complex statements can be explored with the visual world paradigm.

The visual world paradigm monitors participants' eye movements in the visual workspace as they are listening to or speaking a spoken language. This paradigm can be used to investigate the online processing of a wide range of psycholinguistic questions, including semantically complex statements, such as disjunctive statements.

Utilizar movimientos oculares registrados en el paradigma de mundo Visual para explorar el procesamiento en línea del lenguaje hablado

In a typical eye tracking study using the visual world paradigm, participants' eye movements to objects or pictures in the visual workspace are recorded ...

Assessing the Influence of Personality on Sensitivity to Magnetic Fields in Zebrafish

To orient themselves in their environment, animals integrate a wide array of external cues, which interact with several internal factors, such as personality. Here, we describe a behavioral protocol designed for the study of the influence of zebrafish personality on their orientation response to multiple external environmental cues, specifically water currents and magnetic fields. This protocol aims to understand whether proactive or reactive zebrafish display different rheotactic thresholds (i.e., the flow speed at which the fish start swimming upstream) when the surrounding magnetic field changes its direction. To identify zebrafish with the same personality, fish are introduced in the dark half of a tank connected with a narrow opening to a bright half. Only proactive fish explore the novel, bright environment. Reactive fish do not exit the dark half of the tank. A swimming tunnel with low flow rates is used to determine the rheotactic threshold. We describe two setups to control the magnetic field in the tunnel, in the range of the earth&#8217;s magnetic field intensity: one that controls the magnetic field along the flow direction (one dimension) and one that allows a three-axial control of the magnetic field. Fish are filmed while experiencing a stepwise increase of the flow speed in the tunnel under different magnetic fields. Data on the orientation behavior are collected through a video-tracking procedure and applied to a logistic model to allow the determination of the rheotactic threshold. We report representative results collected from shoaling zebrafish. Specifically, these demonstrate that only reactive, prudent fish show variations of the rheotactic threshold when the magnetic field varies in its direction, while proactive fish do not respond to magnetic field changes. This methodology can be applied to the study of magnetic sensitivity and rheotactic behavior of many aquatic species, both displaying solitary or shoaling swimming strategies.

We describe a behavioral protocol designed to assess how zebrafish&#8217;s personalities influence their response to water currents and weak magnetic fields. Fishes with the same personalities are separated based on their explorative behavior. Then, their rheotactic orientation behavior in a swimming tunnel with a low flow rate and under different magnetic conditions is observed.

Evaluar la influencia de la personalidad en la sensibilidad a los campos magnéticos en el pez cebra

To orient themselves in their environment, animals integrate a wide array of external cues, which interact with several internal factors, such as ...

Integrating Visual Psychophysical Assays within a Y-Maze to Isolate the Role that Visual Features Play in Navigational Decisions

Collective animal behavior arises from individual motivations and social interactions that are critical for individual fitness. Fish have long inspired investigations into collective motion, specifically, their ability to integrate environmental and social information across ecological contexts. This demonstration illustrates techniques used for quantifying behavioral responses of fish, in this case, Golden Shiner (Notemigonus crysoleucas), to visual stimuli using computer visualization and digital image analysis. Recent advancements in computer visualization allow for empirical testing in the lab where visual features can be controlled and finely manipulated to isolate the mechanisms of social interactions. The purpose of this method is to isolate visual features that can influence the directional decisions of the individual, whether solitary or with groups. This protocol provides specifics on the physical Y-maze domain, recording equipment, settings and calibrations of the projector and animation, experimental steps and data analyses. These techniques demonstrate that computer animation can elicit biologically-meaningful responses. Moreover, the techniques are easily adaptable to test alternative hypotheses, domains, and species for a broad range of experimental applications. The use of virtual stimuli allows for the reduction and replacement of the number of live animals required, and consequently reduces laboratory overhead.
This demonstration tests the hypothesis that small relative differences in the movement speeds (2 body lengths per second) of virtual conspecifics will improve the speed and accuracy with which shiners follow the directional cues provided by the virtual silhouettes. Results show that shiners directional decisions are significantly affected by increases in the speed of the visual cues, even in the presence of background noise (67% image coherency). In the absence of any motion cues, subjects chose their directions at random. The relationship between decision speed and cue speed was variable and increases in cue speed had a modestly disproportionate influence on directional accuracy.

Here, we present a protocol to demonstrate a behavioral assay that quantifies how alternative visual features, such as motion cues, influence directional decisions in fish. Representative data are presented on the speed and accuracy where Golden Shiner (Notemigonus crysoleucas) follow virtual fish movements.

Integración de ensayos psicofísicos visuales dentro de un laberinto Y para aislar el papel que desempeñan las características visuales en las decisiones de navegación

Collective animal behavior arises from individual motivations and social interactions that are critical for individual fitness. Fish have long inspired ...

Using the Race Model Inequality to Quantify Behavioral Multisensory Integration Effects

Multisensory integration research investigates how the brain processes simultaneous sensory information. Research on animals (mainly cats and primates) and humans reveal that intact multisensory integration is crucial for functioning in the real world, including both cognitive and physical activities. Much of the research conducted over the past several decades documents multisensory integration effects using diverse psychophysical, electrophysiological, and neuroimaging techniques. While its presence has been reported, the methods used to determine the magnitude of multisensory integration effects varies and typically faces much criticism. In what follows, limitations of previous behavioral studies are outlined and a step-by-step tutorial for calculating the magnitude of multisensory integration effects using robust probability models is provided.

The current study aims to provide a step-by-step tutorial for calculating the magnitude of multisensory integration effects in an effort to facilitate the production of translational research studies across diverse clinical populations.

Uso de la desigualdad del modelo de raza para cuantificar los efectos de integración multisensorial conductual

Multisensory integration research investigates how the brain processes simultaneous sensory information. Research on animals (mainly cats and primates) ...

Exploring Infant Sensitivity to Visual Language using Eye Tracking and the Preferential Looking Paradigm

We discuss the use of the preferential looking paradigm in eye tracking studies in order to study how infants develop, understand, and attend to the world around them. Eye tracking is a safe and non-invasive way to collect gaze data from infants, and the preferential looking paradigm is simple to design and only requires the infant to be attending to the screen. By simultaneously showing two visual stimuli that differ in one dimension, we can assess whether infants show different looking behavior for either stimulus, thus demonstrating sensitivity to that difference. The challenges in such experimental approaches are that experiments must be kept brief (no more than 10 min) and be carefully controlled such that the two stimuli differ in only one way. The interpretation of null results must also be carefully considered. In this paper, we illustrate a successful example of an infant eye tracking study with a preferential looking paradigm to discover that 6-month-olds are sensitive to linguistic cues in a signed language despite having no prior exposure to signed language, suggesting that infants possess intrinsic or innate sensitivities to these cues.

Eye tracking studies using a preferential looking paradigm can be used to study infants&#39;&#160;emerging understanding of, and attention to, their external visual world.

Explorar la sensibilidad infantil al lenguaje visual mediante el seguimiento ocular y el paradigma de aspecto preferencial

We discuss the use of the preferential looking paradigm in eye tracking studies in order to study how infants develop, understand, and attend to the world ...

Investigating the Effect of Visual Imagery and Learning Shape-Audio Regularities on Bouba and Kiki

This article presents a protocol for investigating the role of visual imagery in the bouba/kiki-effect, whether training in noticing the bouba/kiki shape-audio regularities affects the bouba/kiki-effect and the recognition of individual bouba and kiki shapes, and finally what mental images these regularities produce. To generate bouba/kiki shape-audio regularities, there were two types of shapes (filled; outlined) and two types of audio (word; non-word sound). Three groups of individuals participated in three experiments: Blind, blindfold, and vision. The experiments were conducted in fixed order across participants, with no break between them. In Experiment 1 (pre-test-post-test design with three repeated within-group measures) the participants were asked to pick out the shape they associated with the auditory bouba/kiki; in Experiment 2 (within-subject design), to name one shape and some audio (sometimes congruous; sometimes incongruous) as &#8216;bouba&#8217; or &#8216;kiki;&#8217; and in Experiment 3 (post-test only design), to draw the shape they associated with the auditory bouba/kiki. The results suggest that the blindfold-group draw upon visual imagery to solve new problems, but not long term; that training in noticing bouba/kiki shape-audio regularities affects the bouba/kiki-effect and the recognition of individual bouba and kiki shapes, but differently in each experimental group; and that all experimental groups create mental images of the most characteristic shape feature of bouba (curve) and kiki (angle). In fact, the effect of visual imagery is robust across tasks, but not long term; the effect of learning shape-audio regularities is robust long term, but not across tasks. The presented protocol is appropriate for investigating the effect of visual imagery and learning shape-audio regularities, when they occur and how robust they are; in specific individuals and groups of individuals. This protocol is unique in that it keeps under control both the visual imagery and the sensory information during training and testing.

The aim of the presented protocol is to investigate the role of visual imagery in the bouba/kiki-effect, whether training in noticing the bouba/kiki shape-audio regularities affects the bouba/kiki-effect and the recognition of individual bouba and kiki shapes, and finally what mental images these regularities produce.

Investigación del efecto de las imágenes visuales y el aprendizaje de las regularidades de audio de forma en Bouba y Kiki

This article presents a protocol for investigating the role of visual imagery in the bouba/kiki-effect, whether training in noticing the bouba/kiki ...