Sensori-"motor" coupling by observed and imagined movement

Résumé En Fr

Sensory systems are associated with motor systems for perception. In the absence of motor control over the orientation of the sensory input, a person may have no idea from where the information is coming, and thus no ability to locate it in space. Sensory substitution studies have demonstrated that the sensory part of a sensory-motor loop can be provided by artificial receptors leading to a brain-machine interface (BMI). We now propose that the motor component of the sensory-motor coupling can be replaced by a "virtual" movement. We suggest that it is possible to progress to the point where predictable movement, not observed except for some sign of its initiation, could be imagined and by that means the mental image of movement could substitute for the motor component of the loop. We further suggest that, due to the much faster information transmission of the skin than the eye, innovative information presentation, such as fast sequencing and time division multiplexing can be used to partially compensate for the relatively small number of tactile stimulus points in the BMI. With such a system, incorporating humans-in-the-loop for industrial applications could result in increased efficiency and humanization of tasks that presently are highly stressful.

Couplage sensori-moteur : mouvements observés et imaginés. Les systèmes sensoriels et moteurs sont associés dans la perception. En l'absence d'un contrôle moteur sur l'orientation des entrées sensorielles, le sujet peut n'avoir aucune idée de l'origine des informations, et par conséquent aucune capacité à les localiser dans l'espace. Les études de substitution sensorielle ont démontré que la partie sensorielle d'une boucle sensori-motrice peut être «fournie » par des récepteurs artificiels et créer ainsi une interface cerveau-machine (ICM). Dans cet article, nous proposons que la partie motrice du couplage sensori-moteur peut être remplacée par un mouvement «virtuel ». Un mouvement prévisible, non observé autrement que par un signal indiquant son déclenchement, peut être imaginé de telle sorte que l'image mentale du mouvement se substitue à la composante motrice de la boucle. Nous suggérons également que la vitesse de la transmission de l'information par la peau, plus grande que celle de l'œil, permet d'utiliser des formes innovantes de présentation de l'information -telles que des séquences rapides et une division temporelle en multiplexe -et compenser en partie le petit nombre de points de stimulation tactile dans l'ICM. Dans le cadre des applications industrielles, l'incorporation des êtres humains dans la boucle du système est susceptible de rendre plus efficaces et plus humaines des tâches qui sont actuellement génératrices de stress.