Роль зрительной, проприоцептивной и вестибулярной информации в оценке расстояния в периперсональном пространстве

Контекст и релевантность. Точность оценки расстояния до объекта в дальнем пространстве зависит от интеграции зрительной, проприоцептивной и вестибулярной информации. Цель: изучение вклада зрительной, проприоцептивной и вестибулярной информации в оценку эгоцентрического расстояния до объекта в периперсональном пространстве. Гипотеза. Опора на интеграцию зрительной и проприоцептивной информации будет в первую очередь влиять на точность оценки расстояния до объектов в периперсональном пространстве. Методы и материалы. 22 участника оценивали эгоцентрические расстояния стимула, расположенного на 20, 40 и 60 см. Были использованы три задания: на наведение — GT (включающее зрительную информацию), на вербальную оценку — VAT (зрительную информацию и высшие когнитивные процессы), и на моторное воспроизведение — MRT (зрительную и проприоцептивную информацию). В половине экспериментальных ситуаций испытуемые вращались вокруг своей вертикальной оси, что вызывало депривацию вестибулярной информации. Результаты. Результаты показывают, что испытуемые наиболее точно оценивали расстояние до стимула, когда они интегрировали зрительную и проприоцептивную информацию (MRT). Опираясь только на зрительную информацию, респонденты переоценивали расстояние до стимула (GT), в то время как полагаясь на комбинацию зрительной информации и высших когнитивных процессов при оценке расстояния (VAT), испытуемые последовательно недооценивали расстояние. Депривация вестибулярной информации уменьшала различия в ошибках оценки между тремя заданиями. Выводы. Точность оценки расстояния зависит от интеграции всей информации, доступной от органов чувств, для максимально верного определения эгоцентрического расстояния.

1. Bagesteiro, L.B., Sarlegna, F.R., Sainburg, R.L. (2006). Differential influence of vision and proprioception on control of movement distance. Experimental Brain Research, 171(3), 358—370. https://doi.org/10.1007/s00221-005-0272-y
2. Berkeley, G. (1709). An essay towards a new theory of vision. IndyPublish.com.
3. Blohm, G., Khan, A.Z., Ren, L., Schreiber, K.M., Crawford, J.D. (2008). Depth estimation from retinal disparity requires eye and head orientation signals. Journal of vision, 8(16), 3—3. https://doi.org/10.1167/8.16.3
4. Brandt, T., Bartenstein, P., Janek, A., Dieterich, M. (1998). Reciprocal inhibitory visual-vestibular interaction. Visual motion stimulation deactivates the parieto-insular vestibular cortex. Brain: a journal of neurology, 121(9), 1749—1758. https://doi.org/10.1093/brain/121.9.1749
5. Byrne, B.M. (2013). Structural equation modeling with Mplus: Basic concepts, applications, and programming.
6. Chang, T., Zhang, M., Zhu, J., Wang, H., Li, C., Wu, K., ..., Liu, Y. (2023). Coupled Rotational Stimulation: An Effective Stress to Simulate Vestibular Spatial Disorientation in Mice. iScience, 26(12), 108498. https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.108498
7. Cheung, B., Hofer, K. (2003). Eye tracking, point of gaze, and performance degradation during disorientation. Aviation, space, and environmental medicine, 74(1), 11—20.
8. Clément, G., Skinner, A., Lathan, C. (2013). Distance and size perception in astronauts during long-duration spaceflight. Life, 3(4), 524—537. https://doi.org/10.3390/life3040524
9. Foley, J.M., Held, R. (1972). Visually directed pointing as a function of target distance, direction, and available cues. Perception & Psychophysics, 12(3), 263—268. https://doi.org/10.3758/bf03207201
10. Graziano, M.S., Cooke, D.F. (2006). Parieto-frontal interactions, personal space, and defensive behavior. Neuropsychologia, 44(6), 845—859. https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2005.09.009
11. Hair, J., Black, W.C., Babin, B.J., Anderson, R.E. (2010). Multivariate data analysis (7th ed.). Upper Saddle River, New Jersey, Pearson Educational International.
12. Harris, L.R., Mander, C. (2014). Perceived distance depends on the orientation of both the body and the visual environment. Journal of vision, 14(12), 17—17. https://doi.org/10.1167/14.12.17
13. Hermer, L., Spelke, E. (1996). Modularity and development: The case of spatial reorientation. Cognition, 61(3), 195—232. https://doi.org/10.1016/s0010-0277(96)00714-7
14. Higashiyama, A., Adachi, K. (2006). Perceived size and perceived distance of targets viewed from between the legs: Evidence for proprioceptive theory. Vision research, 46(23), 3961—3976. https://doi.org/10.1016/j.visres.2006.04.002
15. Howard, I.P. (2012). Perceiving in depth, Vol. 3: Other mechanisms of depth perception. New York, NY, US: Oxford University Press.
16. Kahneman, D. (2011). Thinking, Fast and Slow. Journal of Public Finance and Public Choice, 29(1-3), 214—215.
17. Kannengiesser, U., Gero, J.S. (2019). Empirical evidence for Kahneman's system 1 and system 2 thinking in design. Human behavior in design, Tutzing, Germany.
18. Khan, S., Chang, R. (2013). Anatomy of the vestibular system: a review. NeuroRehabilitation, 32(3), 437—443. https://doi.org/10.3233/nre-130866
19. Lackner, J.R., DiZio, P. (2005). Vestibular, proprioceptive, and haptic contributions to spatial orientation. Rev. Psychol., 56, 115—147. https://doi.org/10.1146/annurev.psych.55.090902.142023
20. Lathan, C., Lockerd, A. (2008). Perception of depth in microgravity during parabolic flight. Acta Astronautica, 63(7-10), 828—832. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2008.01.002
21. Lourenco, S.F., Huttenlocher, J. (2006). How do young children determine location? Evidence from disorientation tasks. Cognition, 100(3), 511—529. https://doi.org/10.1016/j.cognition.2005.07.004
22. Mon-Williams, M., Tresilian, J.R. (1999). Some recent studies on the extraretinal contribution to distance perception. Perception, 28(2), 167—181. https://doi.org/10.1068/p2737
23. Ogden, R.S., Simmons, F.R., Wearden, J.H. (2021). Verbal estimation of the magnitude of time, number, and length. Psychological Research, 85(8), 3048—3060. https://doi.org/10.1007/s00426-020-01456-4
24. Ogden, R.S., Samuels, M., Simmons, F., Wearden, J., Montgomery, C. (2018). The differential recruitment of short-term memory and executive functions during time, number, and length perception: An individual differences approach. Quarterly Journal of Experimental Psychology, 71(3), 657—669. https://doi.org/10.1080/17470218.2016.1271445
25. Proffitt, D.R., Stefanucci, J., Banton, T., Epstein, W. (2003). The role of effort in perceiving distance. Psychological science, 14(2), 106—112. https://doi.org/10.1111/1467-9280.t01-1-01427
26. Rossetti, Y.V.E.S., Desmurget, M., Prablanc, C. (1995). Vectorial coding of movement: vision, proprioception, or both? Journal of neurophysiology, 74(1), 457—463. https://doi.org/10.1152/jn.1995.74.1.457
27. Sakata, H., Taira, M., Kusunoki, M., Murata, A., Tanaka, Y. (1997). The TINS Lecture The parietal association cortex in depth perception and visual control of hand action. Trends in neurosciences, 20(8), 350—357. https://doi.org/10.1016/s0166-2236(97)01067-9
28. Seemungal, B.M., Guzman-Lopez, J., Arshad, Q., Schultz, S.R., Walsh, V., Yousif, N. (2013). Vestibular activation differentially modulates human early visual cortex and V5/MT excitability and response entropy. Cerebral Cortex, 23(1), 12—19. https://doi.org/10.1093/cercor/bhr366
29. Török, Á., Ferrè, E.R., Kokkinara, E., Csépe, V., Swapp, D., Haggard, P. (2017). Up, down, near, far: an online vestibular contribution to distance judgement. PLoS one, 12(1). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0169990
30. Tošković, O. (2004). Shape of perceived space model. Psihološka istraživanja, 14, 85—123.
31. Tošković, O. (2008). Importance of proprioceptive and vestibular information for visual space anisotropy. In: 8th Annual Meeting of Vision Sceinces Society, Naples, Florida, USA.
32. Tošković, O. (2009). Importance of visual and non-visual information for perceived distance anisotropy. Psihologija, 42(2), 255—268. http://doi.org/10.2298/PSI0902255T
33. Tošković, O. (2010). Brave upside down world: Does looking between the legs elongate or shorten the perceived distance. Psihologija, 43(1), 21—31. http://doi.org/2298/PSI1001021T
34. Tošković, O. (2011). The anisotropy of perceived distance–the eyes story. Psihologija, 44(1), 23—37. http://doi.org/2298/PSI1101023T
35. Toskovic, O.M. (2013). Catch me if you can — perceived distance in a function of action. Multisensory Research, 26(1-2), 108—108. https://doi.org/10.1163/22134808-000s0078
36. von der Heyde, M., Riecke, B.E., Cunningham, D.W., Bülthoff, H.H. (2000). Humans can extract distance and velocity from vestibular perceived acceleration. In: 7th Annual Meeting of the Cognitive Neuroscience Society (CNS 2000).
37. Waller, D., Hodgson, E. (2006). Transient and enduring spatial representations under disorientation and self-rotation. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 32(4), 867—882. https://doi.org/10.1037/0278-7393.32.4.867
38. Wang, R.F., Spelke, E.S. (2000). Updating egocentric representations in human navigation. Cognition, 77(3), 215—250. https://doi.org/10.1016/s0010-0277(00)00105-0
39. Wearden, J.H., Jones, L.A. (2007). Is the growth of subjective time in humans a linear or nonlinear function of real time? Quarterly Journal of Experimental Psychology, 60(9), 1289—1302. https://doi.org/10.1080/17470210600971576