Parte 3: Las deformaciones ambientales modifican dinámicamente la memoria espacial humana

Contacto: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Correo electrónico:audrey.hu@wecistanche.com

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4|MÉTODOS

4.1|Participantes

Cuarenta y nueve participantes dieron su consentimiento por escrito y se les pagó por participar en el Experimento 1, 53 por el Experimento 2 y 48 por el Experimento 3. Un participante del Experimento 1 y cuatro participantes del Experimento 2 fueron excluidos por desempeñarse peor que el azar al final del período. último bloque conocido. Se excluyó a un participante adicional del Experimento 2 como un valor atípico (puntuación de cambio > 3 por encima de la media, en la dirección predicha), dejando un recuento final de 48 participantes en el Experimento 1 (31 mujeres, edad media 23,5, rango de edad 18–44) , 48 en el Experimento 2 (30 mujeres, edad media 22,4, rango de edad 18–33), y 48 en el Experimento 3 (38 mujeres, edad media 22,9, rango de edad 18–44), con 24 participantes en cada condición experimental. El tamaño de la muestra se eligió antes de realizar todos los experimentos para duplicar el número de participantes en experimentos anteriores que estudiaron efectos similares (Chen et al., 2015). Todos los participantes dieron su consentimiento informado de acuerdo con la Junta de Revisión Institucional de la Universidad de Pensilvania.

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4.2|Protocolos experimentales

4.2.1|Experimento 1: entorno virtual de escritorio con información visual completa disponible: utilizamos Source SDK Hammer Editor (http://www.valvesoftware.com, Valve Software, Bellevue, WA) para construir entornos de realidad virtual que se renderizaron y mostraron desde el primer momento. perspectiva de la persona utilizando el portal de software comercial de juegos (http://www.valvesoftware.com, Valve Software, Bellevue, WA). El entorno se mostró en un 27-in. Monitor LG (resolución: 1920 × 1080) y los participantes estaban sentados a unos 50 cm de la pantalla. Los participantes aprendieron las ubicaciones de los objetos de destino dentro de un entorno virtual, utilizando el procedimiento de aprendizaje descrito en el texto principal e ilustrado en la Figura 2. Los participantes se movieron por el entorno usando su mano derecha para operar las teclas de flecha para avanzar o retroceder y girar a la izquierda o Correcto. Durante la fase de reemplazo, los participantes navegaron hasta la ubicación del objeto recordado y presionaron la tecla "r" con la mano izquierda para registrar su respuesta. El rumbo virtual y la ubicación se registraron cada 100 ms.

El ambiente familiar era una arena virtual cuadrada, sin techo. Cada muro delimitador tenía 116 unidades virtuales (vu) de longitud × 5,6 vu de altura en relación con un nivel visual simulado de 4 vu. Una unidad virtual corresponde a 0.3048 metros del mundo real (1 pie). Los cuatro objetos objetivo eran un radiador, una lámpara, un bidón de aceite y una torta. Al comienzo de cada bloque, los participantes recolectaron cada objeto de destino en orden pseudoaleatorio dos veces sin ningún intento de reemplazo intercalado. Luego realizaron 16 pruebas de reemplazo (4 para cada objeto, en orden pseudoaleatorio), cada una de las cuales fue seguida inmediatamente por una prueba de recolección para el mismo objeto para proporcionar retroalimentación. Las instrucciones para cada prueba (ya sea "Recolectar" o "Reemplazar", seguidas del nombre del objeto de destino) se mostraron en el centro de la pantalla durante la totalidad de la prueba. Durante cada prueba de "recolección", solo el objeto a recolectar estaba presente en la habitación. Durante las pruebas de "reemplazo", no había objetos presentes. Se aplicó la misma textura a todas las paredes. Señales distales, en forma de sol, cielo y una cadena montañosa, rodeaban la arena (Figura S1). Estas señales distales se representaron en el infinito, proporcionando así información de orientación pero no pistas de ubicación.

Los participantes completaron dos bloques, un bloque familiar seguido de un bloque de deformación. Solo los ensayos de reemplazo difirieron entre bloques. El entorno utilizado para reemplazar los ensayos en el bloque de deformación se estiró un 50 por ciento junto con una dimensión en relación con el entorno cuadrado familiar (ancho 174 vu × largo 116 vu) o se comprimió un 50 por ciento (ancho 58 vu × largo 116 vu). Para crear estos ambientes deformados, las texturas del piso, la pared y el techo no se cambiaron de escala, sino que se truncaron (durante las compresiones) o continuaron formando mosaicos en el nuevo espacio (durante los estiramientos). Diez participantes notaron una diferencia entre el entorno original y el deformado.

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4.2.2|Experimento 2: entorno virtual de escritorio con información visual

oscurecidos durante los ensayos de reemplazo: el diseño y los procedimientos fueron similares a los del Experimento 1, excepto como se describe a continuación.

El entorno familiar era una habitación virtual cuadrada. Cada pared estaba texturizada con un papel tapiz único para proporcionar pistas de orientación. El suelo también se texturizó de forma repetitiva para proporcionar información de flujo óptico, pero la textura del suelo no proporcionó pistas sobre una ubicación dentro del entorno. Cada muro delimitador tenía 116 unidades virtuales (vu) de longitud y 19 vu de altura en relación con un nivel visual simulado de 4 vu. El entorno estaba completamente encerrado por las paredes y el techo (Figura S1).

Los participantes completaron tres bloques. En el primer bloque, el entorno era cuadrado y las señales visuales siempre eran visibles. En el segundo bloque, el entorno también era un cuadrado, y las señales visuales durante las pruebas de reemplazo (pero no las pruebas de recolección) quedaron enmascaradas por una densa niebla una vez que el participante se alejó al menos 3,1 vu de su ubicación inicial. La niebla está completamente saturada a 12,5 Vu, ocluyendo todas las señales visuales más allá de este radio. Todos los objetos se ubicaron al menos a 30 vu de todos los límites. En el tercer bloque (bloque de deformación), las señales visuales también quedaron enmascaradas por una densa niebla al moverse desde la posición inicial y la habitación familiar fue reemplazada por una habitación rectangular que se extendía un 50 por ciento desde el cuadrado original a lo largo de un eje (ancho 174 Vu × largo 116 VU) o comprimido al 50 por ciento (ancho 58 vu × largo 116 vu). Para crear estos ambientes deformados, las texturas del piso, la pared y el techo no se cambiaron de escala, sino que se truncaron (para compresiones) o continuaron formando mosaicos en el nuevo espacio (para estiramientos). Once participantes notaron una diferencia entre el entorno original y el deformado.

4.2.3|Experimento 3: Entorno virtual inmersivo con información visual y vestibular completa disponible: el diseño y los procedimientos para el Experimento 3 fueron similares a los del experimento 1, excepto por lo que se describe aquí. Usamos el motor de juegos Unity versión 5.6 (https://unity3d.com, Unity Technologies, San Francisco, CA) para construir y renderizar salas de realidad virtual inmersivas a través de la pantalla estereoscópica HTC Vive montada en la cabeza y el rastreador de posición (resolución de 1080 × 1200). per eye; https://www.vive.com/, HTC con tecnología de Valve Corporation, New Taipei City, Taiwán). Las respuestas durante la fase de reemplazo fueron recopiladas por los participantes presionando la tecla "disparador" de un controlador inalámbrico HTC Vive con su mano dominante. Los participantes podían mover libremente la cabeza y caminar por el entorno. Su rumbo y ubicación se registraron cada 100 ms. Ningún participante se quejó de mareos durante o después del experimento.

El entorno familiar era una habitación virtual cuadrada, que medía 2,4 m de largo × 2,4 m de ancho × 2,5 m de alto. Las posiciones de 2 paredes virtuales (norte-sur) coincidían con 2 de las paredes de la sala de seguimiento físico, las 2 paredes virtuales restantes no coincidentes (este-oeste) se desplazaron durante las deformaciones. Todas las paredes tenían una textura gris carbón. El suelo y el techo estaban texturizados en un gris más claro. Una columna gris claro del piso al techo 0.1 m de ancho × 0.1 m de largo se colocó en cada esquina para evitar que los participantes se pusieran en contacto con el equipo de seguimiento (Figura S1).

Los participantes completaron dos bloques, un bloque familiar seguido de un bloque de deformación. Solo los ensayos de reemplazo difirieron entre bloques. El entorno utilizado durante las pruebas de sustitución del bloque de deformación se estiró a lo largo de una dimensión (este-oeste) mediante el desplazamiento de uno o ambos muros no emparejados y sus columnas vecinas (ancho 2,8 m × largo 2,4 m) o se comprimió a lo largo de esta dimensión (ancho 2. 0 m × longitud 2,4 m). Entre bloques, la pantalla se volvió negra sólida durante 5 s con las instrucciones "esperar la próxima prueba" que se muestran en la parte inferior central del campo visual.

Debido a que los participantes ya no podían ser teletransportados entre pruebas, se les indicó que se movieran antes de cada prueba para mirar y casi tocar el centro de una de las cuatro paredes, como lo indica una flecha negra flotante. Para asegurarse de que el participante no viera moverse ninguna pared durante las pruebas de deformación, la pared desplazada dependía de la posición inicial de esa prueba. Si la prueba comenzó desde el muro este, entonces el muro oeste se desplazó {{0}}.4 m. Si la prueba comenzó desde el muro oeste, entonces el muro este se desplazó 0.4 m. Si la prueba comenzaba desde los muros norte o sur, entonces los muros este y oeste se desplazaban 0,2 m cada uno. Desde todas las posiciones iniciales, el desplazamiento instantáneo de las paredes no era visible. Ningún participante notó la manipulación.

El conjunto completo de objetos objetivo era una esfera roja, un cubo azul, un cilindro verde y una cápsula morada. Las ubicaciones de los objetos estaban todas a 0.4 m del centro del entorno familiar. Todos los objetos se presentaron en el mismo pedestal gris de 1,5 m de altura para elevarlos aproximadamente al nivel de los ojos (Figura S1). Los objetos de destino para cada ensayo se seleccionaron en orden pseudoaleatorio. Las instrucciones (ya sea "Recoger el" o "Reemplazar el" seguido del nombre del objeto de destino en texto que coincida con el color del objeto de destino, o "Ir a la flecha" para comenzar la siguiente prueba) se mostraban en la parte inferior central de la imagen. campo para la totalidad de todos los ensayos.

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4.3|Análisis

Todos los datos registrados se importaron a MATLAB (MathWorks) y se analizaron mediante scripts personalizados.

4.3.1|Análisis de ubicación de reemplazo de objetos: como se describe en el texto principal y la figura

3, para probar si las ubicaciones reemplazadas de los objetos dependían del límite inicial, primero alineamos los cuatro objetos restando sus ubicaciones medianas reemplazadas. A continuación, para cada eje (norte-sur y este-oeste) calculamos el desplazamiento a lo largo de ese eje entre las ubicaciones de reemplazo de la mediana al comenzar desde un límite (norte o este) menos el límite opuesto (sur u oeste). Por último, calculamos la diferencia de desplazamiento medida a lo largo de las dimensiones deformadas y no deformadas como medida final de interés. Las medianas se eligieron como medida de tendencia central para mitigar el efecto de los valores atípicos en las ubicaciones reemplazadas.

4.3.2|Estadísticas: todas las pruebas estadísticas fueron de dos colas (a menos que se indique lo contrario)

Pruebas no paramétricas con la prueba particular anotada que acompaña a cada resultado. Dada la distribución típica de cola larga de los datos de cambio, se eligieron pruebas no paramétricas ya que estas pruebas no asumen una forma particular de las distribuciones probadas. Se informaron las estadísticas W para todas las pruebas de rango con signo y suma de rango de Wilcoxon. Todos los diagramas de caja y bigotes indican el mínimo al máximo (bigotes), el rango del primer al tercer cuartil (caja) y la mediana (línea) de la distribución.

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Material suplementario

Consulte la versión web en PubMed Central para obtener material complementario.

EXPRESIONES DE GRATITUD

Agradecemos el apoyo de la subvención NSF PHY-1734030 (VB), las subvenciones NIH EY022350 y EY027047 (RAE) y la subvención NSF IGERT 0966142 (ATK). VB también recibió apoyo parcial del programa Curious-Minded Machines del Honda Research Institute y del Aspen Center for Physics (Aspen, Colorado; subvención NSF PHY-1607611) durante este tiempo.

Información de financiación

Honda Research Institute Máquinas curiosas; Institutos Nacionales de Salud, Números de concesión/premio: EY022350, EY027047; Fundación Nacional de Ciencias, Números de subvenciones/premios: IGERT 0966142, PHY-1607611, PHY-1734030

DECLARACIÓN DE DISPONIBILIDAD DE DATOS

Los datos y los scripts de MATLAB personalizados que implementan todos los análisis están disponibles públicamente en https://github.com/akeinath/HumanMemoria_Deformaciones Ambientales.

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REFERENCIAS

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