1. 背景 ¶
在HLJ任务中,通过向被试展示不同方向的手的图像,要求他们区分右手和左手。如果被试像处理其他视觉对象一样处理手的图像,则反应时间(RTs)应该仅随旋转角度增加而增加。这可以用心理旋转来解释。然而研究者发现与向内侧旋转的手相比,向被试展示手像外侧旋转的图片时,他们花了更长的时间来正确判断手的侧向性,这被视为被试内部模拟手的运动(从而参与MI)来解决任务的证据。本研究的目的是,在改编的HLJ任务中,使用从进行中的脑电图(EEG)中提取的ERPs,研究手部方向对MI的影响。主要研究问题是手势是否会影响RRN幅度。期望进一步支持在解决HLJ任务中采用了第一人称运动MI的假设。
2. 实验 ¶
2.1 被试 ¶
被试组包括10名健康的右利手志愿者(1名男性; 9名女性),年龄22.1±2.36岁。在实验当天,要求被试不要喝咖啡和抽烟。
2.2 程序 ¶
被试坐在面对计算机屏幕的桌子前方,手放在他们面前的桌子上。视觉刺激出现在屏幕上。根据预实验,刺激包括右手或左手的手掌或手背的照片。手部图片向外或向内旋转了45度(请参见图1a)。 实验中总共使用了8种不同的手部刺激。在计算机监视器上的纯黑色背景上显示了手部图片。被试执行了HLJ任务,即他们必须判断所呈现的刺激是左手还是右手。为了避免伪影,必须在固定的间隔1700 ms(延迟响应)后做出决断。记录了三个单独的条件(见下文)。这三个条件的顺序通过拉丁方设计抵消了被试顺序的影响。
(1) 在对照条件下,要求被试将手的位置保持在笔直的0°旋转位置。 (2) 在手向内旋转的情况下,要求被试将手置于45°向内旋转的位置。 (3) 在手向外旋转的情况下,要求被试将手置于45°向外旋转的位置。
在任务开始之前,指示被试采取上述三个位置中的一个来放置手。通过桌子上清晰可见的标记将手放在正确的位置(另请参见图1b)。此外,在判断任务中要遮盖被试的手,以防止使用视觉匹配策略。要求被试指出屏幕上的手刺激是右手(在这种情况下需要右手响应)还是左手(在这种情况下需要左手响应)。用两个按钮(每只手下面一个)记录响应。指示被试在响应屏幕出现时尽可能快速,准确地做出响应,在屏幕的相应位置显示单词“ left”和“ right”。
每个录制项均以四次练习开始。每个条件下试验的平均持续时间为30分钟。对于每种条件,被试都进行了80次试验。每个试验均由注视交叉(持续时间1500毫秒),手刺激(持续时间1500毫秒)和200毫秒后的响应组成。使用此延迟响应任务是为了避免在ERP生成过程中出现伪影,但仍允许实验者从ERP平均值中排除错误判断的试验。被试响应后,在下一次试验开始之前,随机发生了1500-2000毫秒的间隔。
2.3 脑电图记录 ¶
3. 结果 ¶
ERPs揭示了经典报道的旋转相关负值(RRN)。RRN是在施加刺激后400-450 ms之间叠加在P300下降部分上的增加的负值,并且与HLJ中的旋转方向紧密相关。
3.1 被试的手处于对照位置 ¶
在控制条件下,ERP RRN振幅的统计分析显示出显著的旋转x视图交互作用F(1,9)= 11.1; p = 0.009; ƞ2= .55。分别进行了对手背视图和手掌视图刺激的分析。关于手背视图刺激,没有观察到对手(左或右)或旋转(内侧或外侧)的主效应,也没有观察到相互作用的影响。对于手掌刺激,观察到旋转的主效应,p <.05,显示了外侧旋转的手刺激比内侧旋转的手刺激具有更强的RRN振幅。3.2 手向内旋转 ¶
ERP RRN振幅的统计分析显示了:旋转x视图交互作用的趋势F(1,9)= 4.76; p = 0.057; ƞ2= .35。没有观察到主效应。事后分别对手背视图和手掌视图刺激进行了分析。关于手背视图刺激,没有观察到对手(左或右)或旋转(内侧或外侧)有显著的主效应,也没有观察到相互作用的影响。关于手掌刺激,观察到主旋转效应为p < .05,揭示了与内侧旋转的手刺激相比,外侧旋转的手刺激具有更强的RRN效应。
3.3 手向外旋转 ¶
ERP RRN振幅的统计分析显示:手x视图交互的趋势很明显(F(1,9)= 5.07; p = 0.051;ƞ2= .36)。没有观察到主效应。尽管左手刺激似乎引起了更明显的RRN,但事后测试并未显示出明显的作用。
4. 讨论 ¶
本研究的主要目的是使用ERP措施,检验手部方向对想象任务-HLJ任务的影响。如预期的那样,并且与之前的研究一致,与内侧旋转的手掌刺激相比,外侧旋转的手掌刺激引起的RRN更为明显。因为在这样的位置移动手会比向内侧移动手受到更大的生物力学约束。即支持了被试通过MI方法来解决此任务。 RRN效应在向外旋转放置的手中消失了,证明手势操作影响HLJ任务中的RRN,则这支持MI的动觉第一人称法,即一致的姿势促进了运动想象。
文献: Jongsma, M.L.A., Meulenbroek, R.G.J., Okely, J., Baas, C.M., van-der-Lubbe, RHJ., & Steenbergen, B., (2013). Effects of Hand Orientation on Motor Imagery - Event Related Potentials Suggest Kinesthetic Motor Imagery to Solve the Hand Laterality Judgment Task. PLoS ONE, 8(9), e76515. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0076515