Tyrimai rodo, kad žmonės virtualioje realybėje jaučiasi labiau susiję su „pincetu“ primenančiomis bioninėmis rankomis

Tyrimai rodo, kad žmonės virtualioje realybėje jaučiasi labiau susiję su „pincetu“ primenančiomis bioninėmis rankomis

Gyvensena mityba, dietos, judėjimas

Kai kas sako, kad kitas žmogaus evoliucijos žingsnis bus technologijų integravimas su kūnu. Dabar mokslininkai naudojo virtualią realybę, kad patikrintų, ar žmonės gali jausti įsikūnijimą – jausmą, kad kažkas yra jo kūno dalis – prie protezuotų „rankų“, panašių į pincetą.

Jie praneša žurnale iScience kad dalyviai jautė vienodą pinceto rankų įsikūnijimo laipsnį, taip pat greičiau ir tiksliau atliko motorines užduotis virtualioje realybėje nei tada, kai turėjo virtualią žmogaus ranką.

„Kad mūsų biologija sklandžiai susijungtų su įrankiais, turime jausti, kad įrankiai yra mūsų kūno dalis“, – sako pirmasis autorius ir pažinimo neurologas Ottavia Maddaluno, kuris atliko darbą Romos Sapienza universitete ir Santa Lucia fondo IRCCS. Viviana Betti. „Mūsų išvados rodo, kad žmonės gali patirti skiepą įrankį kaip neatskiriamą savo kūno dalį.

Ankstesni tyrimai parodė, kad įrankių naudojimas sukelia plastinius pokyčius žmogaus smegenyse, kaip ir antropomorfinių galūnių protezų naudojimas. Tačiau atviras mokslinis klausimas, ar žmonės gali įkūnyti bioninius įrankius ar protezus, kurie neprimena žmogaus anatomijos.

Norėdami ištirti šią galimybę, mokslininkai naudojo virtualią realybę ir atliko eksperimentų seriją su sveikais dalyviais. Virtualios realybės aplinkoje dalyviai turėjo arba į žmogų panašią ranką, arba „bioninį įrankį“, primenantį didelį pincetą, įskiepytą ant riešo galo. Norėdami patikrinti savo motorinius gebėjimus ir miklumą, dalyvių buvo paprašyta išpūsti konkrečios spalvos burbulus (suspaudus juos pincetu arba tarp rodomojo piršto ir nykščio). Atlikdami šią paprastą užduotį, tyrėjai nustatė, kad dalyviai greičiau ir tiksliau išskleidė virtualius burbulus, kai turėjo pincetą.

Tada komanda naudojo testą, vadinamą „kryžminio modalinio suderinamumo užduotimi“, kad palygintų numanomą ar nesąmoningą virtualios rankos ir bioninio įrankio įkūnijimą. Šio bandymo metu mokslininkai taikė nedidelę vibraciją dalyvių pirštų galiukams ir paprašė jų nustatyti, kurie pirštai buvo stimuliuojami. Tuo pačiu metu virtualiosios realybės ekrane buvo rodoma mirganti šviesa – arba ant to paties piršto, kaip ir lytėjimo stimulas, arba ant kito piršto. Lygindami dalyvių tikslumą ir reakcijos laiką bandymų metu su suderintais ir nesutampančiais dirgikliais, tyrėjai galėjo įvertinti, kaip juos atitraukė vizualinis dirgiklis.

„Tai yra rodiklis, rodantis, kiek neatitikimų jūsų smegenyse yra tarp to, ką jaučiate ir ką matote“, – sako Maddaluno. „Tačiau šis neatitikimas gali įvykti tik tuo atveju, jei jūsų smegenys manys, kad tai, ką matote, yra jūsų kūno dalis; jei aš nejaučiu, kad bioninis įrankis, kurį matau per virtualią realybę, yra mano kūno dalis, vizualinis stimulas. neturėtų trukdyti“.

Abiem atvejais dalyviai greičiau ir tiksliau nustatė, kuris iš jų tikrų pirštų buvo stimuliuojamas per bandymus su suderintais lytėjimo ir vizualiniais dirgikliais, o tai rodo, kad dalyviai jautė įsikūnijimą tiek virtualios žmogaus rankos, tiek pinceto rankose.

Tačiau buvo didesnis skirtumas tarp suderintų ir nesutampančių bandymų, kai dalyviai turėjo pincetą, o ne žmogaus rankas, o tai rodo, kad ne antropomorfinis protezas lėmė dar didesnį įsikūnijimo jausmą. Tyrėjai spėja, kad taip yra dėl santykinio pinceto rankų paprastumo, palyginti su į žmogų panašia ranka, todėl smegenims gali būti lengviau apskaičiuoti ir priimti.

„Kalbant apie suspaudimo užduotį, pincetas funkciškai panašus į žmogaus ranką, bet paprastesnis, o paprastas taip pat yra geresnis skaičiavimo požiūriu smegenims“, – sako Maddaluno.

Komanda pažymi, kad tai taip pat gali būti siejama su „neįprasto slėnio“ hipoteze, nes virtualios žmogaus rankos galėjo būti pernelyg panašios, tačiau skirtingos, kad būtų galima tobulai įsikūnyti.

Be pinceto rankų, mokslininkai taip pat išbandė veržliarakčio formos bioninį įrankį ir virtualią žmogaus ranką, laikančią pincetą. Visais atvejais jie rado įsikūnijimo įrodymų, tačiau dalyviai buvo labiau įsikūniję ir buvo vikresni, kai pincetas buvo skiepijamas tiesiai ant jų virtualaus riešo, nei laikant juos virtualioje rankoje.

Dalyviai taip pat pademonstravo didesnį bioninių įrankių įsikūnijimo jausmą, kai turėjo galimybę ištirti virtualios realybės aplinką prieš atlikdami kryžminio modalinio suderinamumo testą. „Atliekant kryžminio modalinio suderinamumo užduotį dalyviai turėjo išlikti vietoje, o atliekant motorinę užduotį jie aktyviai bendravo su virtualia aplinka, o šios sąveikos virtualioje aplinkoje sukelia agentūros jausmą“, – sako Maddaluno.

Galiausiai mokslininkai teigia, kad šis tyrimas galėtų padėti robotikai ir protezuoti galūnių dizainą. „Kitas žingsnis yra ištirti, ar šie bioniniai įrankiai gali būti naudojami pacientams, kurie prarado galūnes”, – sako Maddaluno. „Ir mes taip pat norime ištirti plastinius pokyčius, kuriuos toks bioninis įrankis gali sukelti tiek sveikų dalyvių, tiek amputuotų asmenų smegenyse.