Name: characterization of the sense of agency over the actions of neural-machine interface-operated prostheses
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00
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저자는 매들린 컴 그림 세대에 그녀의 기여에 대 한 감사 하 고 싶습니다. 이 작품은 NIH, 사무실 이사, 일반 펀드의를 통해 미국의 납세자에 의해 투자 되었다 Transformative R01 연구 상 (부여 #1R01NS081710-01)와 방위 고급 연구 프로젝트 기관 (계약 번호 N66001-15-C-4015 후원의 생물학 기술 Office 프로그램 관리자 D. Weber).

이 프로토콜은 이전 승인 하 고 클리블랜드 클리닉의 인간 연구 윤리 위원회의 지침을 따릅니다.
1. 하드웨어와 소프트웨어는 NMI의
<ol><li>그렇게 운동을 수행 하는 경우, 그들은 보고 느낌 그 운동을 완료 가상 족 각 개별 참가자의 NMI 컨트롤 및 피드백을 설정 합니다.<ol>
<li>참가자의 NMI 통해 손 kinesthetic percept를 생성 하 고 그들이 어떤 느낌을 설명 하는 참가자를 함으로써 ?...

<ol>
	<li>Kuiken, T. A., Marasco, P. D., Lock, B. A., Harden, R. N., Dewald, J. P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Redirection+of+cutaneous+sensation+from+the+hand+to+the+chest+skin+of+human+amputees+with+targeted+reinnervation.">Redirection of cutaneous sensation from the hand to the chest skin of human amputees with targeted reinnervation.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 104 (50), 20061-20066 (2007).</li><li>Hebert, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+targeted+sensory+reinnervation+technique+to+restore+functional+hand+sensation+after+transhumeral+amputation.">Novel targeted sensory reinnervation technique to restore functional hand sensation after transhumeral amputation.</a> IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 22 (4), 765-773 (2014).</li><li>Tan, D. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+neural+interface+provides+long-term+stable+natural+touch+perception.">A neural interface provides long-term stable natural touch perception.</a> Science Translational Medicine. 257 (6), (2014).</li><li>Oddo, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intraneural+stimulation+elicits+discrimination+of+textural+features+by+artificial+fingertip+in+intact+and+amputee+humans.">Intraneural stimulation elicits discrimination of textural features by artificial fingertip in intact and amputee humans.</a> eLife. 5 (MARCH2016), (2016).</li><li>Raspopovic, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioengineering:+Restoring+natural+sensory+feedback+in+real-time+bidirectional+hand+prostheses.">Bioengineering: Restoring natural sensory feedback in real-time bidirectional hand prostheses.</a> Science Translational Medicine. 6 (222), (2014).</li><li>Flesher, S. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracortical+microstimulation+of+human+somatosensory+cortex.">Intracortical microstimulation of human somatosensory cortex.</a> Science Translational Medicine. 8 (361), (2016).</li><li>Tabot, G. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Restoring+the+sense+of+touch+with+a+prosthetic+hand+through+a+brain+interface.">Restoring the sense of touch with a prosthetic hand through a brain interface.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 110 (45), 18279-18284 (2013).</li><li>Marasco, P. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Illusory+movement+perception+improves+motor+control+for+prosthetic+hands.">Illusory movement perception improves motor control for prosthetic hands.</a> Science Translational Medicine. 10 (432), (2018).</li><li>Horch, K., Meek, S., Taylor, T. G., Hutchinson, D. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Object+discrimination+with+an+artificial+hand+using+electrical+stimulation+of+peripheral+tactile+and+proprioceptive+pathways+with+intrafascicular+electrodes.">Object discrimination with an artificial hand using electrical stimulation of peripheral tactile and proprioceptive pathways with intrafascicular electrodes.</a> IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 19 (5), 483-489 (2011).</li><li>Braun, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+senses+of+agency+and+ownership:+A+review.">The senses of agency and ownership: A review.</a> Frontiers in Psychology. 9 (APR), (2018).</li><li>Van Den Bos, E., Jeannerod, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sense+of+body+and+sense+of+action+both+contribute+to+self-recognition.">Sense of body and sense of action both contribute to self-recognition.</a> Cognition. 85 (2), 177-187 (2002).</li><li>Botvinick, M., Cohen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rubber+hands+&amp;#34;feel&amp;#34;+touch+that+eyes+see.">Rubber hands &amp;#34;feel&amp;#34; touch that eyes see.</a> Nature. 391 (6669), 756 (1998).</li><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 (1), 14-21 (2000).</li><li>Niedernhuber, M., Barone, D. G., Lenggenhager, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prostheses+as+extensions+of+the+body:+Progress+and+challenges.">Prostheses as extensions of the body: Progress and challenges.</a> Neuroscience &amp; Biobehavioral Reviews. 92, 1-6 (2018).</li><li>Marasco, P. D., Kim, K., Colgate, J. E., Peshkin, M. A., Kuiken, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robotic+touch+shifts+perception+of+embodiment+to+a+prosthesis+in+targeted+reinnervation+amputees.">Robotic touch shifts perception of embodiment to a prosthesis in targeted reinnervation amputees.</a> Brain. 134 (3), 747-758 (2011).</li><li>Rognini, G., Blanke, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cognetics:+Robotic+Interfaces+for+the+Conscious+Mind.">Cognetics: Robotic Interfaces for the Conscious Mind.</a> Trends in Cognitive Sciences. 20 (3), 162-164 (2016).</li><li>Dewey, J. A., Knoblich, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Do+implicit+and+explicit+measures+of+the+sense+of+agency+measure+the+same+thing.">Do implicit and explicit measures of the sense of agency measure the same thing.</a> PLoS ONE. 9 (10), (2014).</li><li>Edwards, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Adaptive and Autonomous Switching: Shared Control of Powered Prosthetic Arms Using Reinforcement Learning. , (2016).</li><li>Desai, M., Stubbs, K., Steinfeld, A., Yanco, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Creating+trustworthy+robots:+Lessons+and+inspirations+from+automated+systems.">Creating trustworthy robots: Lessons and inspirations from automated systems.</a> Adaptive and Emergent Behaviour and Complex Systems - Proceedings of the 23rd Convention of the Society for the Study of Artificial Intelligence and Simulation of Behaviour, AISB 2009. , 49-56 (2009).</li><li>Lee, J. D., See, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trust+in+automation:+designing+for+appropriate+reliance.">Trust in automation: designing for appropriate reliance.</a> Human Factors. 46 (1), 50-80 (2004).</li><li>Moore, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+is+the+sense+of+agency+and+why+does+it+matter?.">What is the sense of agency and why does it matter?.</a> Frontiers in Psychology. 7 (AUG), 1-9 (2016).</li><li>Obhi, S. S., Hall, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sense+of+agency+in+joint+action:+Influence+of+human+and+computer+co-actors.">Sense of agency in joint action: Influence of human and computer co-actors.</a> Experimental Brain Research. 211 (3-4), 663-670 (2011).</li><li>Saha&#239;, A., Pacherie, E., Grynszpan, O., Berberian, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Co-representation+of+human-generated+actions+vs.+machine-generated+actions:+Impact+on+our+sense+of+we-Agency?.">Co-representation of human-generated actions vs. machine-generated actions: Impact on our sense of we-Agency?.</a> 2017 26th IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication (RO-MAN). , (2017).</li><li>Biddiss, E., Chau, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Upper+limb+prosthesis+use+and+abandonment:+A+survey+of+the+last+25+years.">Upper limb prosthesis use and abandonment: A survey of the last 25 years.</a> Prosthetics and Orthotics International. 31 (3), 236-257 (2007).</li><li>Atkins, D. J., Heard, D. C. Y., Donovan, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidemiologic+overview+of+individuals+with+upper-limb+loss+and+their+reported+research+priorities.">Epidemiologic overview of individuals with upper-limb loss and their reported research priorities.</a> Journal of Prosthetics and Orthotics. 8 (1), 2-11 (1996).</li><li>Kalckert, A., Ehrsson, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Moving+a+Rubber+Hand+that+Feels+Like+Your+Own:+A+Dissociation+of+Ownership+and+Agency.">Moving a Rubber Hand that Feels Like Your Own: A Dissociation of Ownership and Agency.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 6 (March), 1-14 (2012).</li><li>Caspar, E. A., Cleeremans, A., Haggard, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+relationship+between+human+agency+and+embodiment.">The relationship between human agency and embodiment.</a> Consciousness and Cognition. 33, 226-236 (2015).</li><li>Haggard, P., Clark, S., Kalogeras, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Voluntary+action+and+conscious+awareness.">Voluntary action and conscious awareness.</a> Nature Neuroscience. 5 (4), 382-385 (2002).</li><li>Engbert, K., Wohlschl&#228;ger, A., Haggard, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Who+is+causing+what?+The+sense+of+agency+is+relational+and+efferent-triggered.">Who is causing what? The sense of agency is relational and efferent-triggered.</a> Cognition. 107 (2), 693-704 (2008).</li><li>Moore, J. W., Wegner, D. M., Haggard, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulating+the+sense+of+agency+with+external+cues.">Modulating the sense of agency with external cues.</a> Consciousness and Cognition. 18 (4), 1056-1064 (2009).</li><li>Kumar, V., Todorov, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MuJoCo+HAPTIX:+A+virtual+reality+system+for+hand+manipulation.">MuJoCo HAPTIX: A virtual reality system for hand manipulation.</a> 2015 IEEE-RAS 15th International Conference on Humanoid Robots (Humanoids). , (2015).</li><li>Kuiken, T. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+reinnervation+for+enhanced+prosthetic+arm+function+in+a+woman+with+a+proximal+amputation:+a+case+study.">Targeted reinnervation for enhanced prosthetic arm function in a woman with a proximal amputation: a case study.</a> Lancet. 369 (9559), 371-380 (2007).</li></ol>

여기 방법론 프레임 워크는 sensate prostheses 통해 Nmi 동안 형성 하는 기관의 경험 하 여. 이러한 맥락에서 기관 관계가 특히 지 각을 형성 하는 배경 인지 프로세스를 실제 행동 교량 으로입니다. 통해 참가자의 족 NMI, 우리는 기관의 감각을 설정 하는 핵심 요소 수에 대 한 직접 액세스: 의도, 모터 출력 및 운동 감각. 고급 보 철 다리 제어에 중요성의이 작품에서 제공 하는 도구 활용 어떻게 이...

로봇 prostheses 될 점점 더 고급, 관련 감각 피드백의 중요성 성장을 계속할 것 이다. 감각 피드백 어떻게 인간 인식, 상호 작용 하 고 심지어 그들의 몸 스키마로 기계를 통합에 영향을 줍니다. 최근 NMI 기법 수 이제 보 철 다리 사용자 직관적인 컨트롤 제공 하 고 달성과 관련 된 감각 터치1,2,,34,,56 , 7 과 kinesthesia (움직임 감지)8,9 실종 사지에. 이 감각 정보 작업 중 인공 사지를 보고에서 제공 하는 시각적 정보와 결합 될 때 우리에 접근이 핵심 요소는 자기대의 구별을 알려-다른. 이 액세스를 활용 하는 보 철 다리 사용자에 게 도구 보다는 오히려 그들의 몸의 한 부분으로 운영 하는 인공 다리를 한 걸음 더 가까이가지고 하는 것을 도울 수 있다.
몸 인식 및 구현 되 고 감각 기관 (다리의 작업을 통해 작가의 경험)와 소유권 (느낌 사지 신체의 부분)의 설립에서 발생10,11. 소유권은 주로 시각적 정보12의 통합을 통해 중재 됩니다. 기관 의도, 운동 감각 (kinesthesia), 시각적 정보와 예측 인지 모델11의 통합에서 나온다. 자발적 행동의 성능 동안 기관 해당 작업의 감각 결과 정렬 수행자의 의도와 수행자의 내부 모델13에서 예측 하는 때 형성 된다. 기관은 별도 프로세스와 다른 소유권 이다. 족 문학14자주 사지 소유권의 개념을 공부 되었습니다 했다. NMI 참가자 터치 피드백은 공간 및 일시적으로 적절 한, 설문 조사를 통해 명시적으로 또는 암시적으로 잔여 다리 온도 변화를 통해 측정 또는 시간적 순서 판단15때에 사지 소유권 형태의 감각. 그러나, 적은 기회 탐험 NMI16의 맥락에서 기관 존재 합니다. NMI 참가자와 함께 최근 작품 기관이 의도적으로 승격 될 수 있습니다 및 소유권8의 경험에서 별도 시연 하고있다.
그것은 인과 관계, 느낌의 경험을 통해 인공 사지의 물리적 행동 컨트롤 인지 링크 기구는 로봇 무생물의 작업에 특히 중요 한 인공 사지를 제어 하거나 뭔가를 17일이. 로봇 prostheses 효과적으로 작업을 전산화 컴퓨터 사용자와 협력 해야 합니다 고급입니다. 일부 인공 사지 그립-슬립 감지 및 보정; 자치 기능 통합 그러나 이러한 시스템으로 사용자의 컨트롤 외부 실행 기능 볼 수 있습니다 실망 적절 하 게 구현 되지8,18제한 채용을 보았다. 이 자동 기계와 인간 협력의 응용 프로그램에 걸쳐 에코 근본적인 도전을 선물 한다. 즉, 인간 컴퓨터 또는 기계, 협력에서 인 동안 그들의 자신의 행동 신뢰 하 고이 신뢰 직접 자치 기능19,20를 사용 하 여 운영자의 가능성에 영향을 미칩니다. 인간으로 서, 우리 innately 신뢰와 우리 몸이 우리 것; 작업을 수행 하 때이 이루어집니다, 우리 기관의 본질적인 의미를 설정 합니다. 흥미롭게도, 기관 형성은 협력 인간-컴퓨터 작업에 영향을. 인간-인간 협동 작업을 하는 동안 공유 감각 기관의 운동21; 이상 형성 될 수 있습니다. 그러나, 문학 공유 기관이 인간-컴퓨터 협력22,23동안 지 장 나왔다. 이러한 보 철 위 다리 사용에 반영 됩니다 그리고 로봇 장치 거부 비율 높은, 사용자가 자신의 사용24중단의 23%-39%와 함께 남아 있다. 사실, 많은 족 사용자는 여전히 몸 전원 시스템25를 선호합니다. 이 시스템 제어 루프에서 컴퓨터 기계를 제거 하 고 더 와이어 케이블을 통해 족 운동에 사용자의 신체 움직임을 속속들이 커플. 이 더 고급 보 철 장치 사용에서 인지 통합의 중요성을 강화 한다. NMI 시스템 구축 협력 기관, 감각 인공 사지 가까이 이동할 수 있도록 필요한 감각 및 모터 조각의 숫자를 제공할 수 있습니다 그리고이 수용 및이의 진정한 통합을 추진 하는 수단이 될 것입니다 하는 것이 좋습니다. 그들의 사용자와 컴퓨터 기계입니다.
기구는 여러 가지 방법으로 측정 될 수 있습니다. 간단한 조치 사용 psychophysical 설문 또는 비늘을 명시적으로 누구 또는 무엇을 참가자 들에 게 그들이 이벤트17,,2627특성. 이 개인의 기존 인식에 의존 자체 속성 (즉, 명시적으로 "나" 또는 다른 작업 또는 이벤트에 대 한 책임은 여부 판단)의 날개 식 판단을 내릴 참가자를 요구 하 여 "자기". 암시적 측정값 모터 행동 및 감각 이벤트 동안 발생 하는 인지 프로세스 백그라운드에 대 한 통찰력을 제공 합니다. 기관의이 보기는 개인에 의해 명시적으로 인식 되지 않습니다을 측정 하려고 합니다. 일반적으로 이것은 참가자 자체-와 외부-생성 작업, 예를 들어 참가자를 데 그들은 자기-와 외부-생성 이벤트 사이 발생을 인식 하는 시간의 기간을 보고 인식된 차이 특성화 함으로써 얻을 수 17 , 28. 자체 생성 된 작업의 성능 동안 암시적으로 기관 활동 및 의도 바인딩28로 알려진 그들의 감각 결과 사이의 시간에 지 각 압축으로 명단. 개인 그들 사이 행동 그리고 그 결과 발생을 인식 하는 시간을 보고, 시간 시간 단축 인식된 기관29,30의 더 강력 하 게 형성 된 감각에 해당 합니다. 흥미롭게도, 그들은 가능성이 기관의 감각을 함께 알려 다른 지 각 메커니즘17 특성화는으로 명시적 및 암시적 측정값 직접 연결 되지 수는 입증 되었습니다. 따라서,의 족 사용 하는 동안 기관 형성의 보다 포괄적인 이해를 수립 필요 합니다 명시적 및 암시적 사용 실험 프로토콜.
이 작품에는 암시적으로 sensate 가상 또는 로봇 인공 손의 NMI 컨트롤 위에 개발 하는 기관의 감각을 특성화 한 방법론 프레임 워크를를 명시적으로 사용할 수 있는 설명 합니다. 기관 중 sensorimotor 개체 파악 하는 작업의 성능을 측정 하는 두 가지 기술은 강조 표시 됩니다. 설립된 psychophysical 설문 조사 경험을 캡처하는 명시적 기관의 시간 간격 견적 (의도적인 바인딩) 암시적으로 감각 기관의 측정 하 고용은 고용 된다.
이 프로토콜의 범위 기관 생리학 관련 활성 모터 제어 및 근육 감각 피드백을 제공 하는 NMI의 맥락에서의 의미를 평가 하는 것입니다. 이 기술은 가상 또는 실제 보 철 NMI 시스템을 받아들이기는 있습니다. 이 프로토콜을 수행 하기 위해 채용 될 수 있습니다 인구에 최소한의 제한이 있습니다. 예를 들어, 참가자의 위 사지의 이동성 양측 영향을 받을 수 (그들은 하나의 사운드 사지를가지고 있어야 합니다), 그리고 그들은 시간을 기준으로 판단 하 고 똑 경험된 감각 인지 능력을 보유 해야 합니다.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>LabVIEW 2015, Service Pack 1, Version 15.0.1f2 64-bit</td>
			<td>National Instruments, Austin, TX, USA</td>
			<td>Full or Pro Version</td>
			<td>We wrote custom software in LabVIEW to coordinate virtual prosthesis control with kinesthetic feedback as well as to present experimental conditions and record data.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8-Slot, USB CompactDAQ Chassis</td>
			<td>National Instruments, Austin, TX, USA</td>
			<td>cDAQ-9178</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#177;60 V, 800 kS/s, 12-Bit, 8-Channel C Series Voltage Input Module</td>
			<td>National Instruments, Austin, TX, USA</td>
			<td>NI-9221</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100 kS/s/ch Simultaneous, &#177;10 V, 4-Channel C Series Voltage Output Module</td>
			<td>National Instruments, Austin, TX, USA</td>
			<td>NI-9263</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Custom Wearable Kinesthetic Tactor</td>
			<td>HDT Global, Solon, OH, USA</td>
			<td>N/A</td>
			<td>This item was custom made. Other methods of delivering kinesthetic feedback are acceptable as long as the participant feels the sensation of the hand moving in real-time with the movements of the virtual hand.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MuJoCo Physics Engine, HAPTIX Version</td>
			<td>Roboti LLC, Redmond, WA, USA</td>
			<td>mjhaptix150</td>
			<td>Newer versions of MuJoCo should be acceptable as well. We used the MPL Gripper Model.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Myobock Electrodes, powered by Otto Bock EnergyPack in MyoBoy Battery Receptacle</td>
			<td>Ottobock, Duderstadt, Germany</td>
			<td>electrodes: 13E200=60 
			battery: 757B21 
			battery receptacle: 757Z191=2</td>
			<td>Any setup that provides an amplified, filtered, and rectified EMG or neural control signal could be used.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

characterization of the sense of agency over the actions of neural-machine interface-operated prostheses

이 작품에는 암시적으로 sensate 가상 또는 로봇 인공 손의 신경-기계 인터페이스 (NMI) 제어 개발 기관의 감각을 특성화 한 방법론 프레임 워크를를 명시적으로 사용할 수 있는 설명 합니다. 기관의 형성은 우리가 우리 자신의 것으로 우리의 사지와 수행 하는 작업을 구별 하는에 기본적 이다. 이 같은 지 각 메커니즘에 고급 위 사지 무생물을 통합 하는 노력을 하 고, 여 우리 다리 제어를 위한 사용자의 기존 인식 프레임 워크에 인공 다리를 더 밀접 하 게 통합 시작할 수 있습니다. 이 사용자 수용, 사용, 및 고급 위 사지 무생물의 효과적인 제어를 홍보에 중요 한 의미를 갖는다. 이 프로토콜에 참가자는 가상 인공 손을 제어 하 고 그들의 기존 Nmi 통해 kinesthetic 감각 피드백을 받을. 일련의 가상 쥐고 작업 수행 되 고 섭 kinesthetic 피드백 및 가상 손 움직임을 체계적으로 소개 된다. 두 개의 별도 측정 기관 고용: psychophysical 설문 조사 (기관의 명시적 경험을 잡으려고) 및 시간 간격 추정 기관 (의도적인 바인딩)의 암시적 의미를 캡처 작업을 설립. 이 프로토콜의 결과 (설문지 점수와 시간 간격 추정) 기관 형성의 정도 계량 분석 될 수 있다.

실험 프로토콜은 그들의 NMI8 (그림 1)는 sensate 가상 족 통해 운영 3 수족 참가자와 함께 수행 되었다. 설치 사용 참가자가 제어할 수 있는 가상 손31MuJoCo HAPTIX 물리 엔진 사용 하 여 프로그램 된 운동학 프로필을 통해 이동 합니다. 가상 손 위치를 공간적으로 일치 하는 그들의 없는 사지에 참가자 앞 가로 모니?...

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Characterization of the Sense of Agency over the Actions of Neural-machine Interface-operated Prostheses

감각 신경-기계 인터페이스 운영 무생물의 작업을 통해 기관의 특성

여기 sensate 가상 또는 로봇 인공 손을 제어 개발 기관의 감각 특징 짓는 프로토콜 선물이. Psychophysical 설문 조사 기관의 명시적 경험을 잡으려고 고용 고 시간 간격이 견적 (의도적인 바인딩) 암시적으로 기관의 감각을 측정 하는.

This work describes a methodological framework that can be used to explicitly and implicitly characterize the sense of agency developed over the ...

진정한 사지 교체는 자기와 기계 사이의 인지 지각 선을 흐리게해야합니다. 기관은 자기와 의도적인 에 의해 생성 된 인공 사지의 행동을 인식하는 중요한 다리입니다. 이 기술은 인간 사용자와 기계 사이의 인지 지각 통신의 효과에 대한 독특한 통찰력을 제공합니다.이 방법은 근전성 또는 신체 구동 보철물, 피질 자극, 뇌졸중 또는 손 이식과 같은 기관에 대한 피드백의 영향에 대한 검사로 확장 될 수 있습니다. 이 절차를 시연하는 것은 우리의 실험실에 있는 연구 엔지니어 딜런 베클러와 Zachary Thumser입니다. 참가자를 시험실로 안내하고 모니터 앞에 앉게 하십시오.참가자 신경 기계 인터페이스 또는 NMI를 통해 손 운동 적 지각을 생성하고 참가자가 자신의 손 사용감을 보여 주도록함으로써 인식 된 모션의 운동학을 캡처합니다. 가상 손 또는 보철 시뮬레이션을 사용하여 이동 지각의 운동학을 재현합니다. 다음으로, 참가자의 NMI에서 의도적인 손 이동 제어 신호를 캡처하는 하드웨어를 설정합니다.이 제어 신호를 가상 보철물의 활동에 매핑합니다. 그런 다음 NMI 제어 신호의 획득, 가상 보철물의 이동 및 운동 NMI 피드백 생성을 실시간으로 조정하는 마스터 컨트롤 프로그램을 만듭니다. 모니터에 가상 보철을 표시하고 크기와 위치를 조정하여 누락된 사지의 위치와 함께 배치되도록 합니다.그런 다음 가상 환경에서 부동 공과 같은 오브젝트를 렌더링하여 손의 닫고 열린 위치에 대한 중지 지점을 서비스합니다. 마지막으로 가상 숫자가 가상 정지 지점에 연락하면 조정 가능한 시간 지연 후에 청각 톤이 재생되도록 마스터 컨트롤 프로그램을 구성합니다. 실험을 시작하기 전에 각 평가판에 대한 설정과 컨트롤 및 실험 조건을 지정하는 마스터 컨트롤 프로그램에 대한 입력 파일을 빌드합니다.프로그램 추가 조건은 가상 보철물의 표시 된 운동과 모터 의도, 운동 감각 및 현세적 불일치의 기관에 대한 기여를 구문 분석하도록 설계되었습니다. 예를 들어 다음과 같은 다섯 가지 조건, 반대 이동, 너무 빠르고, 너무 느리고, 개시 지연 및 피드백없음을 사용하는 것이 좋습니다. 각 평가판을 시작하려면 가상 손을 시작 위치로 이동하여 평가판의 시작을 알리는 마스터 컨트롤 프로그램의 시작 버튼을 누릅니다.첫 번째 연습 세션에서 참가자는 이동 끝점으로 손을 몰고 가상 숫자가 10 번의 시험의 가상 정지 지점에 도달 한 후 청각 톤 1, 000 밀리초를 재생하도록합니다. 두 번째 연습 세션에서 참가자가 다시 이동 끝점으로 손을 구동하게 됩니다. 300, 500 및 700 밀리초 지연 간격이 각각 5회 이상 표시되도록 청각 톤을 무작위화합니다.참가자가 시간 지연 간격에 대한 구두로 보고된 추정을 기록합니다. 마지막으로, 각 조건에 대한 15개의 시험의 실험 세트를 진행합니다. 임의순서로 조건을 제시하고, 각 조건의 끝에 설문지를 관리한다.여기서 결과는 4개의 기관 질문의 평균 점수와 각 참가자에 대한 네 가지 제어 질문 및 각 피드백 조건을 나타냅니다. 평균 등급이 하나 보다 큰 주어진 진술과의 합의를 나타내며 0은 계약의 중립성을 나타냅니다. 실제 및 인식된 시간 간격 간의 차이는 세 참가자에 걸쳐 평균화되었으며 기준 피드백 조건에 따라 표시됩니다.더 큰 부정적인 차이는 너무 빠른 조건과 같은 선택의지의 강한 암시적 감각의 표시입니다. 또한 이러한 결과는 명시적 및 암시적 기관 측정값의 비교를 보여 준다. 너무 빠른 상태는 명시적으로나 암시적으로 기관의 가장 강력한 형성을 보여 주었다.사소한 수정은 터치와 같은 추가 센서 양식과 기관의 영향을 연구하기 위해 기술을 확장할 수 있습니다. 또한 사지 소유권 측정을 추가하면 기관과 실시예 간의 상호 관계를 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술은 뇌가 의도한 움직임에 대한 저자를 확립하는 데 사용하는 본질적인 메커니즘에 신경 기계 인터페이스에서 지각 운동 피드백의 역할을 탐구할 수 있었습니다.

Research

JoVE Journal

Behavior

Stereotactic Injection of MicroRNA-expressing Lentiviruses to the Mouse Hippocampus CA1 Region and Assessment of the Behavioral Outcome

의 정위 주입 MicroRNA의 발현 마우스 해마 CA1 영역으로 렌티 바이러스 및 행동 결과의 평가

MicroRNAs (miRNAs) are small regulatory single-stranded RNA molecules around 22 nucleotides long that may each target numerous mRNA transcripts and dim an ...

연구

행동분석학

Comprehensive Analysis of Transcription Dynamics from Brain Samples Following Behavioral Experience

행동 경험에 따라 뇌 샘플에서 전사 역학의 종합 분석

The encoding of experiences in the brain and the consolidation of long-term memories depend on gene transcription. Identifying the function of specific ...

The Use of the Puzzle Box as a Means of Assessing the Efficacy of Environmental Enrichment

보충 환경의 효능을 평가하는 수단으로서 퍼즐 상자의 사용

Environmental enrichment can dramatically influence the development and function of neural circuits.  Further, enrichment has been shown to successfully ...

Quantifying Learning in Young Infants: Tracking Leg Actions During a Discovery-learning Task

젊은 유아의 학습을 정량화 : 추적 다리 동작을 발견 학습 작업 중

Task-specific actions emerge from spontaneous movement during infancy. It has been proposed that task-specific actions emerge through a discovery-learning ...

An Instrumented Pull Test to Characterize Postural Responses

Impairment of postural reflexes, termed postural instability, is a common and disabling deficit in Parkinson's disease. To assess postural reflexes, ...

Assessing the Coherence of Parents' Short Narratives Regarding their Child Using the Five-Minute Speech Sample Procedure

5분 음성 샘플 절차를 사용하여 자녀에 관한 부모의 짧은 이야기의 일관성 평가

Valid and efficient measures for assessing the quality of parent-child relationships are needed to facilitate research and evidence-based practice with ...

Examining Changes in HRV and Emotion Following Artmaking with Three Different Art Materials

세 가지 다른 예술 재료로 아트메이킹 후 HRV 및 감정의 변화 검토

This protocol enables the examination of psychological and physiological responses to different types of behavioral engagements. Specifically, in this ...

Assessment of Midline Lingual Point-Pressure Somatosensation Using Von Frey Hair Monofilaments

폰 프레이 헤어 모노필라멘트를 이용한 미드라인 언어 포인트-압력 소마토센세이션 평가

Detection and discrimination threshold estimates for oral point pressure are assessed using Von Frey Hair monofilaments. Consistent with previously ...

Evaluation of the Cognitive Performance of Hypertensive Patients with Silent Cerebrovascular Lesions

침묵하는 뇌혈관 병변을 가진 고혈압 환자의 인지 성능 평가

Evidence accumulated from the last decade has proven that silent cerebrovascular lesions (SCLs) and their underlying pathogenic processes contribute to ...

A Standardized Method for Measurement of Elbow Kinesthesia

팔꿈치 운동성 측정을 위한 표준화된 방법

Proprioception is an important component of controlled movement. The threshold to detection of passive movement (TDPM) is a commonly used method for ...