DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-43752-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41917118
تاريخ النشر: 2026-03-31
المؤلف: Veronica Montani وآخرون
الموضوع الرئيسي: تحكم المحركات والتكيف
نظرة عامة
في هذه الدراسة، يحقق المؤلفون في دور الوعي البصري في التحكم الحركي البصري، وخاصة كيف تؤثر متطلبات الحركة على معالجة المعلومات البصرية ذات الصلة. تم إجراء تجربتين حيث قام المشاركون بمطابقة اتجاه أيديهم مع اتجاه بقعة غابور المعروضة لفترة قصيرة، مع اختلافات في المتطلبات البيوميكانيكية لدوران اليد بناءً على راحة الحالة النهائية. ركزت التجربة 1 على الدورانات في اتجاه عقارب الساعة عند سعات مختلفة، بينما شملت التجربة 2 كل من الدورانات في اتجاه عقارب الساعة والعكس.
قام الباحثون بالتلاعب بالوعي البصري من خلال عرض اتجاهات غابور عند عتبة الإدراك، مما سمح بإجراء مقارنات بين التجارب الواعية وغير الواعية. قاموا بتحليل دقة دوران اليد، وبداية الدوران، وسلاسة الدوران كمؤشرات على العمليات الحركية الأساسية. أشارت النتائج إلى أنه بينما يمكن أن توجه المعلومات البصرية غير الواعية الحركات المريحة، كان الوعي البصري ضروريًا للحركات غير المريحة، مما أدى إلى انخفاضات كبيرة في الأداء عندما لم يتم إدراك الاتجاهات بشكل واعٍ. بالإضافة إلى ذلك، أثر الوعي البصري على مراحل مختلفة من التحكم في الحركة، مما عزز التحضير ولكنه قلل من سلاسة التنفيذ. تساهم هذه النتائج في فهم ارتباط الإدراك والعمل وتقترح أن ضرورة الوعي البصري في التحكم الحركي قد تختلف بناءً على المتطلبات البيوميكانيكية للعمل.
الطرق
في هذه الدراسة، شارك المشاركون في مهمة الوصول حيث استجابوا للمثيرات المعروضة في ثلاثة اتجاهات: ‘لأعلى’ الأمثل، ‘لأسفل’ الأمثل، والأفقي. تم وضع اليد اليمنى في نقطة بداية محددة، وعند بدء المثير، نفذ المشاركون حركة قبضة دقيقة نحو الهدف. تم توجيههم لمطابقة أصابعهم مع اتجاه المثير، مع تعديل الميل المدرك، أو لاختيار اتجاه عشوائي إذا لم يتم إدراك أي منهما. تم استخدام اليد اليسرى للإشارة إلى الوعي الإدراكي بالاتجاه. تطلبت المهمة سعات دوران يد مختلفة بناءً على اتجاه المثير، مصنفة إلى دورانات صغيرة (< 90°) وكبيرة (> 90°)، والتي فرضت قيودًا بيوميكانيكية متفاوتة.
تم تقسيم المنهجية إلى دراستين. في الدراسة 1، قام المشاركون بتدوير أيديهم في اتجاه عقارب الساعة لمطابقة اتجاه المثير، حيث اعتبرت الدورانات الصغيرة مريحة والدورانات الكبيرة غير مريحة. قدمت الدراسة 2 جلسة في الاتجاه المعاكس، حيث تم عكس تخطيط المثير للاستجابة. تم اختيار اتجاه المثير في كل تجربة بشكل عشوائي، مما يضمن تمثيلًا متساويًا عبر الكتل. تضمنت كلتا الدراستين عشرة كتل تجريبية من ستين تجربة لكل منها، مع السماح للمشاركين بالتدرب على المهمة قبل الجلسات. كان الهدف من التوازن في ترتيب الجلسات في الدراسة 2 هو التخفيف من آثار الترتيب المحتملة.
النتائج
في هذه الدراسة، تم إجراء تجربتين للتحقيق في علاقة الإدراك والعمل تحت مستويات متفاوتة من الوعي البصري وراحة الحالة النهائية للعمل. قام المشاركون بأداء حركات الوصول نحو بقعة غابور، مع تعديل اتجاه أيديهم لمطابقة المثير، الذي تم تقديمه بزاويا مائلة قليلاً. ميزت التجارب بين حالات الوعي الواعي (الواعي مقابل غير الواعي) وتفاوتت سعة واتجاه دوران اليد (في اتجاه عقارب الساعة والعكس). أبلغ المشاركون عن إدراكهم لاتجاه غابور، مما سمح بتصنيف التجارب بناءً على الوعي الإدراكي.
شملت المعلمات الرئيسية التي تم تحليلها دقة دوران اليد، وبداية الدوران، وسلاسة الدوران. كانت دقة دوران اليد هي المقياس الرئيسي لمدى كفاية المعلومات البصرية لتنفيذ المهمة. قيست بداية الدوران بسرعة المعالجة المعرفية قبل الحركة، بينما قيست سلاسة الدوران تكامل التخطيط المسبق والتحكم عبر الإنترنت أثناء تنفيذ الحركة. تساهم النتائج من هذه التجارب في فهم كيفية تأثير الوعي البصري على الاستجابات الحركية والعمليات المعرفية المعنية في تنفيذ الحركات الدقيقة.
المناقشة
تستكشف الدراسة العلاقة بين الوعي الإدراكي وراحة الحالة النهائية للعمل في حركات الوصول، مع التركيز على كيفية تأثير هذه العوامل على دقة الحركة، وبداية الحركة، وسلاستها. في التجربة 1، قام المشاركون بمطابقة اتجاه المثير من خلال تدوير أيديهم، محققين دقة أعلى من الصدفة حتى عندما كانوا غير واعين باتجاه المثير (M = 64.45%، SD = 17.41%). أشارت النتائج إلى أن الوعي عزز الأداء بشكل كبير، مع دقة أكبر للسعات الصغيرة (M = 90.91%، SD = 14.17%) مقابل السعات الكبيرة (M = 75.78%، SD = 18.68%) وتجارب الوعي (M = 93.48%، SD = 11.25%) مقارنة بتجارب عدم الوعي. كانت بداية الحركة أسرع للسعات الصغيرة (M = 6.92 جذر مكعب مللي ثانية، SD = 0.73) مقارنة بالسعات الكبيرة (M = 7.10 جذر مكعب مللي ثانية، SD = 0.73)، وتمت ملاحظة حركات أكثر سلاسة في تجارب الوعي.
كررت التجربة 2 هذه النتائج مع تقديم حركات في الاتجاه المعاكس، كاشفة أن الوعي كان حاسمًا للحركات غير المريحة، حيث انخفضت الدقة بشكل كبير في هذه الظروف (M = 56.58%، SD = 7.58% لتجارب عدم الوعي). تختتم الدراسة بأن الوعي البصري ليس ضروريًا بشكل صارم لتنفيذ الحركات المريحة، ولكنه ضروري لاختيار وبدء الحركات غير المريحة بدقة. تشير النتائج إلى تفاعل معقد بين الوعي البصري والمتطلبات البيوميكانيكية، مما يدل على أن المسار البصري الظهري يمكن أن يعمل بشكل مستقل عن الإدراك الواعي، ولكن فعاليته تتأثر بقيود المهمة المتعلقة براحة الحالة النهائية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-43752-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41917118
Publication Date: 2026-03-31
Author(s): Veronica Montani et al.
Primary Topic: Motor Control and Adaptation
Overview
In this study, the authors investigate the role of visual awareness in visuomotor control, particularly how action demands affect the processing of relevant visual information. Two experiments were conducted where participants matched their hand orientation to that of a briefly presented Gabor patch, with variations in the biomechanical demands of hand rotations based on end-state comfort. Experiment 1 focused on clockwise rotations at different amplitudes, while Experiment 2 included both clockwise and counterclockwise rotations.
The researchers manipulated visual awareness by presenting Gabor orientations at the perceptual threshold, allowing for comparisons between aware and unaware trials. They analyzed hand rotation accuracy, rotation onset, and rotation smoothness as indicators of the underlying action processes. The results indicated that while unconscious visual information could guide comfortable movements, visual awareness was essential for uncomfortable movements, leading to significant performance declines when orientations were not consciously perceived. Additionally, visual awareness influenced different phases of movement control, enhancing preparation but reducing execution smoothness. These findings contribute to the understanding of perception-action coupling and suggest that the necessity of visual awareness in motor control may vary based on the biomechanical demands of the action.
Methods
In this study, participants engaged in a reaching task where they responded to stimuli presented in three orientations: optimal ‘upward’, optimal ‘downward’, and horizontal. The right hand was positioned at a marked starting point, and upon stimulus onset, participants executed a precision grip movement towards the target. They were instructed to align their fingers with the stimulus orientation, adjusting for perceived tilt, or to randomly select an orientation if none was perceived. The left hand was used to indicate perceptual awareness of the orientation. The task required different hand rotation amplitudes based on the stimulus orientation, categorized into small (< 90°) and large (> 90°) rotations, which imposed varying biomechanical constraints.
The methodology was divided into two studies. In Study 1, participants rotated their hand clockwise to match the stimulus orientation, with small rotations deemed comfortable and large rotations uncomfortable. Study 2 introduced a counterclockwise session, where the mapping of stimulus to response was reversed. Each trial’s stimulus orientation was randomly selected, ensuring equal representation across blocks. Both studies comprised ten experimental blocks of sixty trials each, with participants allowed to practice the task prior to the sessions. The counterbalancing of session order in Study 2 aimed to mitigate potential order effects.
Results
In this study, two experiments were conducted to investigate the perception-action relationship under varying levels of visual awareness and action end-state comfort. Participants performed reaching movements toward a Gabor patch, adjusting their hand orientation to match the stimulus, which was presented at slightly tilted angles. The experiments differentiated between conditions of conscious awareness (aware vs. unaware) and varied the amplitude and direction of hand rotation (clockwise and counterclockwise). Participants reported their perception of the Gabor’s orientation, which allowed for the categorization of trials based on perceptual awareness.
Key parameters analyzed included hand rotation accuracy, rotation onset, and rotation smoothness. Hand rotation accuracy served as the primary measure of the sufficiency of visual information for task execution. Rotation onset measured the speed of cognitive processing prior to movement, while rotation smoothness assessed the integration of pre-planning and online control during movement execution. The findings from these experiments contribute to understanding how visual awareness influences motor responses and the cognitive processes involved in executing precise movements.
Discussion
The study investigates the relationship between perceptual awareness and action end-state comfort in reaching movements, focusing on how these factors influence movement accuracy, onset, and smoothness. In Experiment 1, participants matched the orientation of a stimulus by rotating their hands, achieving above-chance accuracy even when unaware of the stimulus orientation (M = 64.45%, SD = 17.41%). Results indicated that awareness significantly enhanced performance, with greater accuracy for small (M = 90.91%, SD = 14.17%) versus large amplitudes (M = 75.78%, SD = 18.68%) and aware trials (M = 93.48%, SD = 11.25%) compared to unaware trials. Movement onset was earlier for small amplitudes (M = 6.92 cube-root ms, SD = 0.73) than for large amplitudes (M = 7.10 cube-root ms, SD = 0.73), and smoother movements were observed in aware trials.
Experiment 2 replicated these findings while introducing counterclockwise movements, revealing that awareness was crucial for uncomfortable movements, as accuracy dropped significantly in these conditions (M = 56.58%, SD = 7.58% for unaware trials). The study concludes that while visual awareness is not strictly necessary for executing comfortable movements, it is essential for accurately selecting and initiating uncomfortable actions. The findings suggest a nuanced interplay between visual awareness and biomechanical demands, indicating that the dorsal visual stream can operate independently of conscious perception, but its effectiveness is modulated by task constraints related to end-state comfort.