Number of Publications Included Publications Proprioception and Body Schema Illusions 8 (8.89%) - Rubber Hand Illusion 3 (3.33%) [ 3 , 26 , 100 ] - Virtual Hand Illusion 3 (3.33%) [ 80 , 105 , 117 ] - Other 2 (2.22%) [ 94 , 124 ] Phantom Sensations 24 (26.67%) - On-Body 11 (12.22%) [ 22 , 25 , 31 ,52,56,61,79,79,81,93,103,119] 139 , 145 ] Geometry Illusions 9 (10.00%) - Shape Illusion 5 (5.56%) [ 7 , 8 , 12 , 21 , 133 ] - Size Illusion 4 (4.44%) [ 6 , 11 , 132 , 147 ] Weight Illusions 17 (18.89%) - Size-Weight Illusion 3 (3.33%) [ 43 , 82 , 116 ] - Visual simulation of moving objects inside 2 (2.22%) [ 55 , 146 ] - Asymmetric oscillation 2 (2.22%) [ 1 , 128 ] - Control-display ratio 5 (5.56%) [ 58 , 92 , 108 , 112 , 115 ] - Other 5 (5.56%) [ 2 , 59 , 85 , 96 , 120 ] Stiffness Illusions 13 (14.44%) - Visual texture deformation 4 (4.44%) [ 4 , 57 , 67 , 144 ] - Control-display ratio 2 (2.22%) [ 20 , 141 ] - Simulated deformation sounds 2 (2.22%) [ 69 , 134 ] - Friction grain model 4 (4.44%) [ 46 , 47 , 60 , 63 ] - Restricting Deformation 1 (1.11%) [ 129 ] Surface Texture Illusions 13 (14.44%) - Cursor representation 3 (3.33%) [ 71 , 72,87] - 滚动屏幕2(2.22%)[62,136] - 叠加的视觉/听觉纹理5(5.56%)[14,23,33,34,149] - 天鹅绒手幻觉2(2.22%)[101,148] [101,148] - manipulate velecity 1(1.11%) 113]环境错觉1(1.11%)[16]表1。在调查的出版物中发现的触觉幻觉的分布,首先由其针对的主要触觉财产分类。这些群体不构成全面的分类法,而是源自我们的编码数据中的群集。
摘要 - 使用肌电假体的高级肢体差异的个人缺乏进行日常生活的灵活活动所需的触觉感官信息。虽然大量研究重点是恢复这种触觉信息,但这些方法通常依赖于单模性反馈方案,这些反馈方案对于中枢神经系统采用的前馈和反馈控制策略不足。多模式反馈方法一直在几个应用领域引起人们的注意,但是,肌电假体的实用性尚不清楚。在这项研究中,我们通过脆弱的对象和可变的负载力在虚拟EMG控制的抓握和固定任务中提出了双模式触觉反馈的实用性。我们招募了n = 20名没有肢体差异的参与者,可以在四个条件下执行任务:无反馈,振动起步滑动,握把力的反馈以及双(振动 +挤压)的反馈反馈和抓地力的反馈。的结果表明,接收任何触觉反馈胜于任何触觉反馈要好,但是,双重模式反馈在防止对象破裂或掉落的方面远优于任何一种单模式反馈方法。用双模式反馈的控制也比任何一种单模式反馈方法都更加直观。
摘要 电触觉刺激已广泛用于人机界面,为用户提供反馈,从而闭合控制回路并提高性能。编码方法是电触觉界面的重要组成部分,它定义了反馈信息到刺激曲线的映射。理想情况下,编码将提供反馈变量的高保真表示,同时易于被受试者感知和解释。在本研究中,我们进行了一个闭环实验,其中离散和连续编码方案相结合,以利用这两种技术的优势。受试者执行肌肉激活匹配任务,仅依靠代表产生的肌电信号 (EMG) 的电触觉反馈。具体而言,我们研究了两种不同编码方案(空间和空间与频率相结合)在两种反馈分辨率(低:3 和高:5 个间隔)下的性能。在这两种方案中,刺激电极都围绕上臂放置。标准化 EMG 的幅度被分为间隔,每个电极与一个间隔相关联。当生成的 EMG 进入其中一个间隔时,相关电极开始刺激。在组合编码中,活动电极的额外频率调制还指示间隔内信号的瞬时幅度。结果表明,当分辨率较低时,组合编码会降低下冲率、变异性和绝对偏差,但当分辨率较高时则不会,反而会使性能变差。这表明组合编码可以提高 EMG 反馈的有效性,但这种效果受到肌电控制固有变异性的限制。因此,我们的研究结果提供了重要的见解,并阐明了在使用电触觉刺激传递具有高变异性的反馈信号(EMG 生物反馈)时信息编码方法的局限性。
目前的肌电上肢假肢无法恢复感觉反馈,从而损害了精细运动控制。使用触觉套进行机械触觉反馈恢复可能会纠正这个问题。这项随机交叉参与者内对照研究旨在评估原型触觉套对八名健全参与者执行的常规抓握任务的影响。每位参与者完成三项任务的 15 次重复:任务 1——正常抓握,任务 2——强抓握和任务 3——弱抓握,使用视觉、触觉或组合反馈所有数据均于 2021 年 4 月在英国爱丁堡苏格兰微电子中心收集。与任务 1(p < 0.0001)、任务 2(p = 0.0057)和任务 3(p = 0.0170)中的单独视觉相比,组合反馈与明显更高的抓握成功率相关。类似地,在任务 1 ( p < 0.0001) 和任务 2 ( p = 0.0015) 中,触觉反馈与视觉相比具有显著更高的抓取成功率。在任务 1 ( p < 0.0001) 和任务 3 ( p = 0.0003) 中,与视觉反馈相比,组合反馈与显著更低的能量消耗相关。同样,在任务 1 ( p < 0.0001)、任务 2 ( p < 0.0001) 和任务 3 ( p < 0.0001) 中,与视觉反馈相比,触觉反馈与显著更低的能量消耗相关。这些结果表明,触觉套管提供的机械触觉反馈可有效增强抓握能力并降低其能量消耗。
摘要 — 皮层内脑机接口 (iBCI) 为瘫痪患者提供了一种通过从大脑活动解码的信号来控制设备的方法。尽管这些设备最近取得了令人瞩目的进展,但它们的控制水平仍然无法达到健全人的水平。为了实现自然控制并提高神经假体的性能,iBCI 可能需要包含本体感受反馈。为了通过机械触觉刺激提供本体感受反馈,我们旨在了解触觉刺激如何影响运动皮层神经元并最终影响 iBCI 控制。我们为四肢瘫痪患者的后颈提供了皮肤剪切触觉刺激来替代本体感受。通过使用单丝测试套件评估触觉灵敏度来确定颈部位置。参与者能够以 65% 的准确率正确报告 8 个不同方向的后颈皮肤剪切。我们发现运动皮层单元对剪切刺激表现出感觉反应,其中一些单元对刺激有强烈的响应,并可以通过余弦形函数很好地建模。我们还演示了在线 iBCI 光标控制,该控制由解码的命令信号驱动,并带有连续的皮肤剪切反馈。与纯视觉反馈条件相比,当参与者获得触觉反馈时,光标控制性能略有提高,但效果显著。
摘要 — 皮层内脑机接口 (iBCI) 为瘫痪患者提供了一种通过从大脑活动解码的信号来控制设备的方法。尽管这些设备最近取得了令人瞩目的进展,但它们的控制水平仍然无法达到健全人的水平。为了实现自然控制并提高神经假体的性能,iBCI 可能需要包含本体感受反馈。为了通过机械触觉刺激提供本体感受反馈,我们旨在了解触觉刺激如何影响运动皮层神经元并最终影响 iBCI 控制。我们为四肢瘫痪患者的后颈提供了皮肤剪切触觉刺激来替代本体感受。通过使用单丝测试套件评估触觉灵敏度来确定颈部位置。参与者能够以 65% 的准确率正确报告 8 个不同方向的后颈皮肤剪切。我们发现运动皮层单元对剪切刺激表现出感觉反应,其中一些单元对刺激有强烈的响应,并可以通过余弦形函数很好地建模。我们还演示了在线 iBCI 光标控制,该控制由解码的命令信号驱动,并带有连续的皮肤剪切反馈。与纯视觉反馈条件相比,当参与者获得触觉反馈时,光标控制性能略有提高,但效果显著。
神经反馈 (NF) 和脑机接口 (BCI) 应用依赖于个体脑活动模式的记录和实时反馈,目的是实现特定神经基质的自我调节或外部设备的控制。这些方法历来采用视觉刺激。然而,在某些情况下,视觉不适合或不足以吸引人。人们已经探索了其他感官模式,例如听觉或触觉反馈,多感官刺激有望提高交互回路的质量。此外,对于运动想象任务,通过触觉反馈关闭感觉运动回路可能与运动康复应用相关,因为它可以促进可塑性机制。本综述回顾了各种触觉技术并描述了它们在 BCI 和 NF 中的应用。我们确定了 BCI 和 NF 系统使用触觉接口的主要趋势,并讨论了可能激发进一步研究的关键方面。