cselekvés, észlelés, eseményhez kötött potenciálok
Keywords in English
action, perception, event-related potentials
Discipline
Psychology (Council of Humanities and Social Sciences)
100 %
Ortelius classification: Experimental psychology
Panel
Psychology and Education
Department or equivalent
Institute of Cognitive Neuroscience and Psychology (Research Center of Natural Sciences)
Participants
Neszmélyi, Bence Neszmélyi, Bence Neszmélyi, Bence Urbán, Gábor Urbán, Gábor
Starting date
2014-01-01
Closing date
2018-10-31
Funding (in million HUF)
20.882
FTE (full time equivalent)
8.30
state
closed project
Summary in Hungarian
A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára. Az emberi észlelés folyamatait leggyakrabban statikus kísérleti elrendezésekben vizsgálják, amelyekben ingereket mutatnak be passzív megfigyelőknek. Ezzel szemben a mindennapi életben mindannyian aktívan alakítjuk az érzékszervi bemenetet: céljainknak megfelelő ingereket keresünk, saját cselekvésinkkel változatos ingereket hozunk létre. A jelen projekt célja, hogy a környezettel való aktív interakció szenzoros feldolgozásra gyakorolt hatását vizsgálja. A szándékos cselekvés mélyreható hatással van az észlelésre: jól ismert, hogy pl. képtelenek vagyunk önmagunkat megcsiklandozni. Az ilyen, a cselekvéssel összefüggésben kialakuló szenzoros elnyomást sok esetben prediktív folyamatoknak tulajdoníthatjuk. A feltételezések szerint a kognitív rendszer a cselekvés közvetlen szenzoros következményeit úgynevezett belső forward modellek formájában leképezi, amelyek lehetővé teszik az önindított cselekvés révén létrejövő ingerlés előrejelzését. A jelen projekt fókuszában a cselekvéssel összefüggő hallási elnyomás jelensége áll. Megfelelően kialakított, új kísérleti elrendezésekben elvezetett eseményhez kötött potenciálok vizsgálata révén megmutatjuk, hogy ezen jelenségen keresztül megismerhető a szenzoros elnyomás mechanizmusa. A projekt során megkérdőjelezzük az elnyomási jelenség forward modell alapú magyarázatát, és a figyelem megosztásán alapuló magyarázatot mutatunk be, mely szerint a szenzoros elnyomás hátterében a szándékos cselekvés sikerességét legmegbízhatóbban jelző szenzoros visszajelzésre irányuló figyelem okozza.
Mi a kutatás alapkérdése? Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek. A belső forward modellezés kutatása a hallási modalitásban az elmúlt években jelentős lendületre tett szert, mert számos tanulmány megmutatta, hogy az önmagunk által keltett hangok feldolgozása a hang által kiváltott hallási eseményhez kötött potenciálok elnyomásával jár. Az uralkodó nézet szerint a jelenség alapja a cselekvés-hang asszociációt leképező belső forward modell, ami révén a hallórendszer a cselekvéssel egyidejűleg előkészíthető az bejósolható hang megjelenésére. Míg ez a magyarázat a rendelkezésre álló adatokkal összeegyeztethető, nincs közvetlen kísérleti bizonyíték, ami alátámasztaná ezt az elképzelést.
Nemrégiben pár tanulmány megmutatta, hogy a hallási feldolgozási aktivitás hasonlóképpen lecsökken amikor a cselekvések és a hangok egyidejűsége pusztán a véletlen műve, ami a forward modellezési hipotézissel nehezen nehezen összeegyeztethető. További kísérletek megmutatták, hogy taktilis visszajelzés hiányában a hallási elnyomás jelentősen csökken, ami alapján egy új, egyszerűbb, kevesebb feltételezést tévő hipotézis fogalmazható meg. Az új hipotézis szerint a hallási elnyomás a szándékos cselekvés (gombnyomás) kapcsán megvalósuló, a cselekvés megvalósulását hatékonyan visszajelző taktilis visszajelzésre irányuló figyelem illetve az ehhez párosuló figyelemi megosztás mellékterméke. Tervezett kísérleteink eredményei vélhetően erős érveket hoznak ezen hipotézis alátámasztására, a jelenség forward modellezés alapú magyarázata ellenében.
Mi a kutatás jelentősége? Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának! A cselekvés és észlelés kapcsolata a kísérleti pszichológia egyik legnagyobb kihívása. A jelen alapkutatási projekt elektrofiziológiai jeleken alapuló kísérleti bizonyítokokat szolgáltat a figyelem szerepére ezen kapcsolatban, valamint felderíti a cselekvés hatására létrejövő szenzoros rendszerbeli változást létrehozó figyelmi hatás mechanizmusát.
Az elmúlt években robbanásszerűen nőtt a különböző, új interakciós lehetőségeket kínáló eszközök száma és elterjedtsége. Az érintőképernyős, gesztusok által vezérelhető, mozgásérzékelő eszközök egyre több helyen bukkanak fel a mindennapi életben. A jelen projekt az alapkutatás szemszögéből ad rátekintést arra, hogy hogyan birkózik meg a kognitív rendszer ezekkel az interakciós lehetőségekkel, valamint hogy mi módon változtatják meg ezek az interakciók meg az észlelést.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára. Az emberi észlelést legtöbbször képek, hangok, illatok bemutatása, és az azokra adott reakciók révén vizsgálják. A mindennapi életben azonban nem csak reagálunk, hanem magunk alakítjuk és változtatjuk az események folyását: céljainknak megfelelően keresünk ingereket, és saját cselekvésünk révén új ingereket hozunk létre. A jelen project lehetővé teszi, hogy megértsük a tárgyak manipulációjára és az interakcióra való képességünket; hogy hogyan tervezzük cselekvésinket, hogyan vetítjük előre azok következményeit, és hogyan változtatják meg ezek a cselekvések észlelésünket.
Summary
Summary of the research and its aims for experts Describe the major aims of the research for experts. Human sensory processing is often investigated in static experimental paradigms in which stimuli are presented to passive observers, but in everyday life we actively influence the sensory input by interacting with the environment: we look for stimuli relevant to our goals and perform actions which bring sensory events about. The goal of the present project is to further our understanding of sensory processing changes caused by active interactions with the stimulus environment. Voluntary actions have profound effects on stimulus processing and perception: it is well known, for example, that we cannot tickle ourselves. Such action-related sensory attenuation phenomena are often, and in many cases rightly attributed to predictive processing: it is assumed that the cognitive system represents the immediate sensory consequences of our actions in so-called forward models, which allow the prediction of forthcoming sensory events caused by voluntary actions. The present project focuses on a simple, well-replicated and robust phenomenon: the action-related attenuation of auditory processing. By analyzing event-related potentials (ERPs) elicited in recently developed experimental paradigms we show how this phenomenon can be used to give insight into sensory changes triggered by voluntary action. Following up on a set of recent studies we will question the dominant forward modeling explanation of this phenomenon, and will explore an alternative account of action-related sensory attenuation, according to which sensory attenuation effects simply reflect an action-dependent allocation of attention to the most reliable sensory feedback related to the action.
What is the major research question? Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments. Research on internal forward modeling in the auditory modality has recently gained substantial momentum, as a number of studies reported that self-induced sounds elicited attenuated auditory event-related potentials. According to the dominant view, the decreased event-related potential activity is due to internal forward modeling capturing action-sound associations, which makes the simultaneous adaptation of the sensory system to the predictable sensory consequences of the action possible. Whereas this explanation fits well with the observed data, direct evidence for this mechanism in the case of auditory attenuation is missing.
Recently, a couple of studies demonstrated that auditory processing activity similarly decreases when actions and sounds merely randomly coincide, which is difficult to explain in terms of forward modeling. Building upon a recent experiment pointing out that the lack of tactile feedback strongly reduces auditory attenuation, a more economic explanation is proposed in terms the division of attention between the sensory modalities of the action consequences. According to this hypothesis auditory attenuation is a byproduct of the action-dependent allocation of attention to the tactile modality, which – for key-presses - allows the reliable monitoring of the success of intentional actions. Our experiments will make a strong case for this viable alternative to the plausible, but not well-tested forward modeling account of action-related auditory attenuation.
What is the significance of the research? Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field. Understanding the relationship between action and perception is one of the big challenges of experimental psychology. The present basic research project provides empirical, electrophysiological evidence for the involvement of attention in this interaction, and explores the mechanism by which action-dependent attentional changes shape perception.
Recent years have seen an explosion in novel ways to interact with different objects to reach our immediate and distant goals. Devices with touch screens, gesture-driven, motion-sensing input devices are becoming more and more widespread. The present project offers a basic research perspective on how the cognitive system manages these interactions, and how the sensory processing is changed through these interactions.
Summary and aims of the research for the public Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others. Human perception is often investigated by presenting pictures, sounds, smells to observers and measuring their reactions. In everyday life, however, we not only react but actively interact with and manipulate our environment: we look for stimuli relevant to our goals and perform actions to reach these goals. The present project allows us to understand our capability to manipulate and interact with objects, how we plan actions, how we anticipate action effects, and how continuous interactions change the way we process available sensory information.
Final report
Results in Hungarian
Kutatásaink alapvető új ismereteket szolgáltattak a saját cselekvésünk révén előidézett ingerek, elsősorban a saját cselekvés által generált hangok feldolgozásáról. Megmutattuk, hogy a saját cselekvés révén előreláthatóan megszólaló hangok feldolgozása a hallórendszerben hamarabb kezdődik meg mintha ugyanezen hangokat pusztán meghallgatnánk, valamint ezen hangok esetében elmarad a figyelmi orientációs folyamatok megindítása is. A véletlenszerű cselekvés-ingerlés egybeesések ezzel szemben figyelmi orientációt indítanak el, azaz az egybeesést viselkedési szempontból kiemelkedő fontosságú eseményként kezeljük, ami hozzájárulhat a cselekvés és a következmény közötti esetleges oksági kapcsolat gyorsabb felismeréséhez.
A cselekvések motoros paraméterének mérése révén több kísérletben megállapítottuk, hogy az önkéntes cselekvés motoros jellemzői a cselekvés előrelátható szenzoros következményeitől függenek. Ez a cselekvési hatás-függő motoros adaptáció kísérleteink szerint már a cselekvés tervezésekor befolyást gyakorol a cselekvés motoros komponensére, és nem pusztán a cselekvés hatásainak visszajelző (feedback) funkcióján alapszik, hanem azon képességünkön, hogy a cselekvés motoros komponensét és a cselekvés következményét közös reprezentációban kapcsoljuk össze. Ezen motoros adaptáció mérése egy új lehetőséget ad a cselekvésszervezés, valamint a motoros készségelsajátítás tanulmányozására is.
Results in English
The present research provided fundamental insights into the processing of self-induced auditory stimuli. We showed that the processing of predictable sounds caused by our own actions is initiated earlier in the auditory system than when the same sounds are brought about by external agents. Moreover, for such self-induced sounds attentional orienting is prevented, whereas incidental action-sound coincidences lead to attentional orienting, that is, such coincidences are handled as potentially relevant events, which could allow a faster recognition of causal relationships between our actions and their effects.
By measuring the motor parameters of actions in several experiments, we found that the motor features of voluntary actions depended on the foreseeable sensory consequences of the action. Our results show that this action-effect-related motor adaptation influenced action planning and was not only driven by the feedback function of the effects. Moreover, the adaptation seemed to depend on our ability to connect the motor component and the sensory consequence of the action in a common action representation. The measurement of this form of motor adaptation provides a novel means to study action planning and control, as well as motor skill learning.
Horváth János: Auditory action-effect overlap does not modulate error-related ERPs in a flanker task, ESCAN 2018, The 4th conference of the European Society for Cognitive and Affective Neuroscience, Leiden, The Netherlands, 19-22 July, 2018, 2018
Spinosa Vittoria, Neszmélyi Bence, Horváth János, SanMiguel Iria: Auditory ERPs reflecting the buildup and deactivation of internal motor-auditory regularity representations., . 8th Mismatch Negativity conference “MMN from basic science to clinical applications”, Helsinki, Finland, June 12-15, 2018, 2018
Neszmélyi Bence: A cselekvés révén kialakuló hallási szuppresszió viselkedéses korrelátumainak vizsgálata., Publikálatlan MSc diplomamunka. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gazdaság- és Társadalomtudományi Kar, 2014
Neszmélyi, Bence & Horváth, János: Consequences matter: self-induced tones are used as feedback to optimize tone-eliciting actions, Psychophysiology, 2017
Neszmélyi Bence, Horváth János: The role of contingency in the representation of action-effects, 2016 BACN Annual Scientific Meeting, 2016
Neszmélyi Bence, Horváth János: The role of action-feedback contingency in optimizing tone-eliciting actions., European Society for Cognitive and Affective Neuroscience (ESCAN) 3rd Conference Abstract Book, 2016
Neszmélyi Bence, Horváth János: The role of feedback dependent movement parameters in action related auditory ERP attenuation, 1st Hungarian Neuroscience Doctoral Conference, 2016
Horváth János, Bíró Botond, Neszmélyi Bence: Action-effect related movement optimization depends on the constancy of irrelevant effect aspects., In: European Society for Cognitive Psychology: ESCoP 2017. Konferencia helye, ideje: Potsdam, Németország, 2017.09.03-2017.09.06.p. 178., 2017
Neszmélyi, B., Horváth, J.: Temporal constraints of using auditory effects for action optimization., Poster presented at the 57th Annual Meeting of the Society for Psychophysiological Research. Vienna, Austria., 2017
Hajdú, Nándor: Lehet-e hallani a csendet? Az auditoros predikció vizsgálata az eseményhez kötött agyi potenciálok módszerével., Publikálatlan MSc diplomamunka. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gazdaság- és Társadalomtudományi Kar, 2018
Nevelő, Dávid: Mozgásparaméterek hatása a cselekvésfüggő hallási elnyomásra, Publikálatlan MSc diplomamunka. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gazdaság- és Társadalomtudományi Kar, 2018
