Name: characterization of the sense of agency over the actions of neural-machine interface-operated prostheses
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Characterization of the Sense of Agency over the Actions of Neural-machine Interface-operated Prostheses at JoVE.com

Yazarlar Madeline Newcomb şekil üretimi için onun katkıları için teşekkür etmek istiyorum. Bu eser bir NIH, yönetmen, ortak fon, Office aracılığıyla ABD vergi mükellefleri tarafından finanse edildi dönüştürücü R01 Araştırma Ödülü (grant #1R01NS081710-01) ve Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı (sözleşme sayısı N66001-15-C-4015 himayesinde Biyoloji teknoloji programı Müdürü ö. Weber).

Bu iletişim kuralı daha önce onaylanmış ve Cleveland Kliniği 's insan Araştırma Etik Komitesi kuralları izler.
1. donanım ve yazılım NMI
<ol><li>Onlar bir hareketi gerçekleştirmek çalıştığınızda, onlar görmek ve bu hareketi tamamlamak sanal bir protez hissediyorum her Event'deki NMI kontrol ve geri bildirim kurmak.<ol>
<li>Bir el kinestetik algı katılımcının NMI aracılığıyla oluşturmak ve ne hissettiklerini göstermek katılımcı sahip olarak algılanan harek...

<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>

Burada bir metodolojik çerçeve duyusal protezler ile NMIs çalışırken oluşmuş ajans deneyimi karakterize için sunulmuştur. Bu bağlamda, algı Şekil arka plan bilişsel işlemleri için fiziksel eylem arasında köprü olarak özellikle ilgili kuruluşudur. Bir katılımcının protez ve NMI aracılığıyla, biz doğrudan ajans duygusu kurmak anahtar unsurları bir dizi erişimi: niyet, motor çıkış ve hareket hissi. Gelişmiş protez uzvu denetlemek için önemi, bu çalışmada sağlanan araçlar...

Robot protez giderek gelişmiş, ilgili duyusal geribildirim önemini büyümeye devam edecektir. Duyusal geribildirim nasıl insan algıladıkları, etkileşim ve hatta onların beden şemasına makineleri entegre etkiler. Son NMI teknikleri şimdi protez uzvu kullanıcılar ile sezgisel kontrol sağlamak ve elde etmek ile ilgili duyumları touch1,2,3,4,5,6 , 7 ve kinestezi (hareket anlamda)8,9 ' eksik uzuvları. Bu duyusal bilgi işlem sırasında yapay uzuv izleyerek görsel bilgiler ile eşleştirildiğinde, öz -karşıayrım bilgilendirmek temel unsuru erişimimiz-diğer. Bu erişim yararlanarak getirmek protez uzvu Kullanıcı-e doğru bir adım daha yakın bir yapay uzuv sadece bir araç yerine onların beden bir parçası olarak çalışan için yardımcı olabilir.
Beden farkındalığı ve somutlaşan hissi doğar Ajansı (yazarlık zor durumda'nın eylemler üzerinde deneyimi) ve mülkiyet (bir bacak vücudun bir parçası duygu) kurulması10,11. Mülkiyet öncelikle dokunmatik ve görsel bilgiler12entegrasyon sayesinde aracılık ettiği. Ajansı entegrasyonu niyet, hareket hissi (kinestezi), görsel bilgi ve tahmin bilişsel modelleri11ortaya çıkıyor. Ne zaman o eylemi duyusal sonuçlarını hazırlayanın amacı ve Öngörüler sanatçının iç modelleri13ile hizalamak gönüllü bir eylem gösteri sırasında ajansı kuruldu. Ajansı ayrı ve mülkiyet farklıdır. Bacak mülkiyet kavramı sık protez edebiyat14' te okudu. Bir anlamda uzuv mülkiyet formlarda değmek geribildirim ölçülen açıkça soru formlarını veya örtülü olarak kalan uzuv sıcaklık değişiklikleri veya zamansal sırasını kararlar15dağınık şekilde ve geçici, uygun olduğunda NMI katılımcılar. Ancak, imkânları ajansı NMI16bağlamında keşfetmeye var. NMI katılımcı ile son iş bu ajansı kasıtlı yükseltilebilir ve mülkiyet8deneyimlerinden ayrı göstermiştir.
Nedensellik, duygu deneyimleri ile yapay uzuv'ın fiziksel eylemler kontrolünü bilişsel bir bağlantı olduğu gibi özellikle robot protez işleminde önemli kuruluşudur yapay uzuv kontrol etme ya da bir şey için neden 17oldu. Robot protez görevleri etkili bir şekilde tamamlamak için Kullanıcı ile işbirliği gerekir bilgisayarlı makineleri ileri seviyededir. Bazı prostetik uzuvların kavrama kaymaz algılama ve düzeltme gibi özerk işlevleri dahil olması; Kullanıcı denetimi dışına çalıştıran işlevselliği gibi sinir bozucu görüntülenebilir değilse gibi uygun şekilde8,18uygulanan bu sistemleri sınırlı evlat edinme gördün mü. Bu insan işbirliği uygulamaları özerk makineleri ile yankılandı temel bir meydan okuma sunuyor. Yani, insanlar genellikle kendi eylemleri bu bilgisayarlar veya makineleri ile bir işbirliği kaynaklanan güven ve bu güven doğrudan Otonom fonksiyonları19,20kullanmak için bir işleç'ın olasılığını etkiler. Insan olarak, doğuştan kendimizi ve vücudumuzun niyetimiz eylemleri gerçekleştirmek için güven; Bu elde edilir, biz ajansı içsel bir anlamda kurmak. İlginçtir, ajansı oluşumu kooperatif insan-bilgisayar eylemleri de etkilenir. İnsan-insan kooperatif görevleri sırasında ajansı paylaşılan bir anlamda hareketi21üzerinde oluşmuş; henüz, edebiyat paylaşılan bu ajansı insan-bilgisayar işbirliği22,23sırasında ipotekli olduğunu göstermektedir. Bu zorlukları protez üst ekstremite kullanımda yansıtılır ve robotik cihazların ret oranları yüksek, % 23-39 ile kullanıcılarının % onların kullanım24sona erdirme kalır. Aslında, birçok protez Kullanıcı hareketsiz tercih etmek sistemleri vücut güçlendirilmiş25. Bu sistemler bilgisayarlı makine kontrol döngü kaldırmak ve daha yakından kullanıcının vücut hareketleri protez hareket yolu ile tel kablo için çift. Bu bilişsel entegrasyonu gelişmiş yapay organları kullanımındaki önemi daha da pekiştiriyor. NMI sistemleri kooperatif duygusu ajansı kurulması için suni uzuvların daha yakın hareket yardımcı olmak için gerekli duyusal ve motor parçaları bir dizi sağlayabilir ve bu kabul ve bunlar gerçek entegrasyonu teşvik vesile olacak öneririz bilgisayarlı Makine kullanıcıları ile.
Ajansı birkaç yolla ölçülen. En basit önlemleri psikofizik soru formlarını kullanın veya ölçekler o açıkça rica kimi ve neyi katılımcılara bir olay17,26,27özniteliği. Bu bireyin mevcut algı üzerinde dayanır "kendi kendine" katılımcılar kendi kendine atıf ("Ben" ya da başka bir varlık bir eylem veya olay için sorumlu olduğunu açıkça yargılamayayani) çıkarımsal kararlarının yapmak isteyerek. Örtülü ölçüleri motor eylem ve duyusal olaylar sırasında oluşan bilişsel süreçler arka içgörü sağlamak. Bu da açıkça bir birey tarafından algılanan değildir ölçmek Bu görünüm ajansı çalışır. Genellikle bu bir algılanan fark öz - ve dışarıdan-eylemler, örneğin katılımcılar sahip bir öz - ve dışarıdan-oluşturulan olay arasında gerçekleşmesi için algılanan süre rapor generated karakterize katılımcılar alarak elde edilir 17 , 28. Self-generated eylemler performans sırasında ajansı örtülü olarak eylemler ve kasıtlı bağlama28bilinen onların duyusal sonuçları arasında zamanında algısal bir sıkıştırma olarak ortaya çıkar. Bireylerin bir eylem ve onun sonucu arasında gerçekleşmesi için algılanan zaman bildirdiğinizde, zaman daha kısa bir algılanan süre daha güçlü kurulan ajans29,30duygusu karşılık gelir. İlginçtir, büyük olasılıkla birlikte ajans duygusu bilgilendirmek farklı algısal mekanizmaları17 karakterize gibi açık ve kapalı önlemler doğrudan ilişkilendirmek değil bu kanıtlanmıştır. Bu nedenle, protez kullanımı sırasında ajansı oluşumu daha kapsamlı bir anlayış kurulması büyük olasılıkla deneysel protokoller açık ve kapalı önlemleri kullanan gerektirir.
Bu eser için açıkça kullanılabilir ve duyusal sanal ya da robot protez eller NMI denetimin üzerine geliştirilen ajans duygusu örtülü olarak karakterize bir metodolojik çerçeve açıklar. Ajansı sensorimotor nesne açgözlü görevi sırasında performansı ölçmek için iki teknik vurgulanır. Kurulan psikofizik anketleri zaman aralığı tahminleri (kasıtlı bağlama) örtülü olarak ajans duygusu ölçmek için istihdam edilmektedir iken Ajansı ' nın açık deneyimi yakalamak için istihdam edilmektedir.
Fizyolojik olarak ilgili aktif motor kontrol ve kinestetik geribildirim sağlar bir NMI bağlamında ajans duygusu değerlendirmek için bu protokolü kapsamıdır. Bu sanal ya da fiziksel protez NMI sistemleri için genelleştirilebilir tekniklerdir. Bu iletişim kuralı gerçekleştirmek için işe örneğin alınma olasılığını en az kısıtlamalar vardır. Örneğin, hareketlilik katılımcının üst ekstremite bilateral etkilenen değil (onlar bir ses bacak olması gerekir), ve bilişsel yetenek zamana dayalı kararlar olun ve deneyimli duyumları ifade sahip olması gerekir.

<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

Bu eser için açıkça kullanılabilir ve duyusal sanal ya da robot protez eller sinirsel-makine arayüzü (NMI) denetimin üzerine geliştirilen ajans duygusu örtülü olarak karakterize bir metodolojik çerçeve açıklar. Ajansı kendi varlık olarak bizim uzuvları ile gerçekleştirilecek eylemler ayırt temel bir oluşumdur. Gelişmiş üst ekstremite protezleri aynı algısal mekanizmaların dahil çabası, yapay bir kol daha yakından bacak kontrol için kullanıcının varolan bilişsel çerçeve içine entegre başlayabiliriz. Bu Kullanıcı kabul, kullanımı ve gelişmiş üst ekstremite protezleri etkin denetimini desteklenmesinde önemli etkileri vardır. Bu iletişim kuralı, katılımcılar sanal bir protez el kontrol ve onların önceden varolan NMIs aracılığıyla kinestetik duyusal geribildirim almak. Bir dizi sanal açgözlü görev gerçekleştirilir ve tedirginlikler sistematik kinestetik geribildirim ve sanal el hareketleri kullanılmaya başlanmıştır. İki ayrı ölçümlerini ajansı istihdam edilmektedir: psikofizik anket (açık deneyim ajansı yakalamak için) ve bir zaman aralığı tahmin Ajansı (kasıtlı bağlama) örtülü duygusunu yakalamak için görev kuruldu. Bu iletişim kuralı sonuçlarını (soru formu puanları ve zaman aralığını tahmin ediyor) ajansı oluşumu kapsamını ölçmek için analiz edilebilir.

Deneysel protokol bir duyusal sanal protez yolu ile onların NMI8 (Şekil 1) işletim üç amputee katılımcı ile gerçekleştirildi. Kurulum MuJoCo HAPTIX fizik motoru31kullanarak önceden programlanmış kinematik profilleri hareket kontrol edilebilir katılımcı sanal yardım kullanılır. Sanal el bir yerde dağınık şekilde eksik onların uzuv ile uyumlu katılımcıların önünde yatay bir m...

Watch this Scientific Journal Video about Characterization of the Sense of Agency over the Actions of Neural-machine Interface-operated Prostheses at JoVE.com

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

Makine sinirsel arayüzü ile çalışan protezleri eylemler üzerinde ajansı duygusu karakterizasyonu

Burada Ajansı duyusal sanal ya da robot protez eller denetimin üzerine geliştirilen duygusu karakterize bir protokol mevcut. Psikofizik soru formlarını Ajansı açık deneyimi yakalamak için istihdam edilmektedir ve zaman aralığı tahminleri (kasıtlı bağlama) örtülü olarak ajans duygusu ölçmek için istihdam edilmektedir.

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

Gerçek ekstremite replasmanı, benlik ve makine arasındaki bilişsel algısal çizgilerin bulanıklığını gerektirir. Ajans, yapay bir uzvun hareketlerini kendi kendine ve kasıtlı olarak algılamak için çok önemli bir köprüdür. Bu teknik, insan kullanıcı ve makine arasındaki bilişsel algısal iletişimin etkinliğini benzersiz anlayışlar sağlar.Bu yöntem, miyoelektrik veya vücut destekli protezler, kortikal stimülasyon, inme ve hatta el nakli gibi geri bildirimin ajans üzerindeki etkilerinin incelenmesine kadar uzanabilir. Bu prosedürü gösteren Dylan Beckler ve Zachary Thumser, bizim laboratuvarda araştırma mühendisleri. Katılımcıya test odasına kadar eşlik edin ve monitörün önüne oturun.Katılımcıların nöral makine arayüzü veya NMI aracılığıyla bir el kinestetik algı oluşturarak başlayın ve katılımcı onların bozulmamış el kullanarak ne hissettiğini göstermek zorunda algılanan hareketin kinematik yakalamak. Hareket algısının kinematiği üretmek için sanal bir el veya protez simülasyonu kullanın. Ardından, katılımcının NMI'sinden kasıtlı el hareketi kontrol sinyallerini yakalamak için donanım ayarlayın.Bu kontrol sinyalini sanal protezin aktivitesiile eşle. Daha sonra, NMI kontrol sinyalinin, sanal protezin hareketini ve gerçek zamanlı olarak kinestetik NMI geri bildiriminin oluşturulmasını koordine eden bir ana kontrol programı oluşturun. Sanal protezi monitörde görüntüleyin ve boyutunu ve konumunu, eksik uzvlarının konumuna uygun şekilde konumlandırılabilmek için ayarlayın.Daha sonra, sanal ortamda kayan toplar gibi nesneleri, elin yakın ve açık konumları için durak noktalarına hizmet vermek için işle. Son olarak, ana denetim programını, sanal basamaklar sanal dur noktalarıyla temas ettiğinde ayarlanabilir bir zaman gecikmesi sonrasında işitsel bir ton çalınır şekilde yapılandırın. Denemeyi başlatmadan önce, her deneme için ayarların yanı sıra denetim ve deneysel koşulları belirten ana denetim programı için bir giriş dosyası oluşturun.Sanal protezin görüntülenen kinematiği ile motor kasıt, kinestetik his ve zamansal uyumsuzluk ajansına katkıları ayrıştırmak için tasarlanmış program ek koşulları. Örneğin, aşağıdaki beş koşulu, ters hareketi, çok hızlı, çok yavaş, başlangıçlı gecikmeyi ve geri bildirim almayı düşünün. Her denemeyi başlatmak için, sanal eli başlangıç konumuna taşıyan ana denetim programındaki başlat düğmesine basın ve denemenin başlangıcını işaret edin.İlk alıştırma oturumunda, katılımcının eli hareket bitiş noktasına götürmesini ve sanal basamaklar 10 deneme için sanal durak noktasına ulaştıktan sonra işitsel sesi 1,000 milisaniye oynatmasını bekleyin. İkinci alıştırma oturumunda, yine katılımcının eli hareket bitiş noktasına sürmesini sağlar. İşitsel tonları 300, 500 ve 700 milisaniyelik gecikme aralıklarının her birine en az beş kez sunulması için rastgele belirleyin.Katılımcıların zaman gecikmesi aralığının tahminini sözlü olarak rapor ettiğini kaydedin. Son olarak, her koşul için 15 denemeden oluşan deneysel setlerle devam edin. Koşulları rasgele sırayla sunun ve her koşulun sonunda bir soru formu uygulayın.Burada, sonuçlar dört ajans sorusu için ortalama puanı, ayrıca her katılımcı için dört kontrol sorusu ve her geri bildirim koşuluna göre gösterir. Birden büyük ortalama derecelendirme, belirli bir ifadeyle yapılan bir anlaşmayı, sıfır ise anlaşmanın tarafsızlığını gösterir. Gerçek ve algılanan zaman aralıkları arasındaki farklar daha sonra üç katılımcı arasında ortalamalandı ve temel geri bildirim durumuna göre sunulur.Daha büyük olumsuz farklılıklar, çok hızlı durumda olduğu gibi daha güçlü bir örtük ajans duygusunun göstergesidir. Ayrıca, bu sonuçlar açık ve örtülü ajans önlemlerinin karşılaştırılmasını göstermektedir. Çok hızlı durum, hem açık hem de örtülü olarak en güçlü teşkilat oluşumunu gösterdi.Küçük değişiklikler, dokunma gibi ek sensör yöntemlerini ve bunların ajansı nasıl etkilediğini incelemek için tekniklerimizi genişletebilir. Ayrıca, ekstremite sahipliği ölçümleri ekleyerek bize ajans ve somutlaştırma arasındaki ilişkileri anlamamıza yardımcı olabilir. Bu teknik, beynin amaçlanan hareketler üzerinde yazarlık kurmak için kullandığı içsel mekanizma üzerinde bir sinir seli makine arayüzünde algısal hareket geribildirim rolünün araştırılmasını sağladı.

Research

JoVE Journal

Behavior

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

Bir Stereotaktik Enjeksiyon MicroRNA-ifade Fare Hippocampus CA1 Bölgesi Lentiviruses ve Davranış Sonuç Değerlendirilmesi

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

Comprehensive Analysis of Transcription Dynamics from Brain Samples Following Behavioral Experience

Davranış Deneyim ardından Beyin Örneklerden Deşifre Dynamics Kapsamlı Analizi

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

Çevre Etkilerinin Değerlendirilmesi Zenginleştirme Aracı Olarak Bulmaca Box Kullanımı

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

Genç Bebeklerdeki Öğrenme miktarının: Takip Bacak Eylemler Discovery-öğrenme Görev sırasında

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

Postural yanıt-e doğru tanımlamak için bir Araçlı çekme testi

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

Beş Dakikalık Konuşma Örnek Prosedürü Kullanarak Ebeveynlerin ÇocuklarıYla İlgili Kısa Anlatımlarının Tutarlılığının Değerlendirilmesi

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

Üç Farklı Sanat Malzemesi ile İkV ve Duygu Takibindeki Değişimlerin İncelenmesi

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

Von Frey Saç Monofilamentleri Kullanarak Orta Hat Lingual Nokta-Basınç Somatosensation Değerlendirilmesi

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

Sessiz Serebrovasküler Lezyonları Olan Hipertansif Hastaların Bilişsel Performansının Değerlendirilmesi

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

Dirsek Kinestezisi Ölçümü için StandartLaştırılmış Bir Yöntem

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