The central nervous system perceives body motion using multi-sensory cues such as vision, vestibular information, and somatosensation. It remains unclear, however, process from multi-sensory information to motion perception and action. In this thesis, the sensory integration in the motion perception was investigated, using psychophysical experimental methods.
In Chapter. 2, to investigate whether the sensory perception could be a more direct assessment of sensory deficit as oppose to the postural performance, we examined the effect of reduced cutaneous cues on motion perception and motion control. The observed discrepancy in the significance of the contribution of plantar cutaneous cues to the detection threshold and the COP variation implies that the ‘perception’ could provide more direct and sensitive assessment.
In Chapter. 3, to investigate whether the enhanced plantar sensation could enhance the motion perception, we examined the subthreshold level noise on reduced a linear motion perception. Contrary to the expectation, when a particular level of noise presented, the motion perception was not influenced. This represents the existence of the internal model and different pathway between actually enhanced sensation by noise and sensation for estimating the motion perception.
In Chapter. 4, to investigate whether the additional sensation by sensory substitution could be integrated motion perception, we examined the effect of substituted postural sway sensation on the directional perception of body movement. Enhanced motion perception in young implies that the additional sensation could be integrated for motion perception. And the inconclusive result in elderly stands for the lower flexibility in the process of sensory integration for motion perception.
In Chapter. 5, to quantitatively describe the motion perception using the control theory, we modeled the sensory integration in the motion perception under sensory conflict and quantified the sensory re-weighting. Sensory weight was changed to reflect the sensory environment, especially conscious factor played important role. This result implies that our model could be used for more quantitative analysis mean of motion perception and assessment of balance ability.
중추신경계가 신체의 움직임을 지각하기 위해서는 시각, 전정감각 또는 체성감각과 같은 다중 감각 정보들을 사용한다. 그러나 이러한 다중 감각 정보들이 통합되어 운동 지각이나 운동 실행에 반영되는 과정은 명확히 밝혀지지 않고 있다. 이 논문에서는 운동 지각에 관여하는 다중 감각 통합에 대하여 정신물리학적 실험을 통하여 연구를 수행하였다.
2장에서는 감각 저하가 발행하였을 때 균형 능력을 평가함에 있어서 운동 지각 능력을 평가하는 것이 보자 직접적인 평가 방법이 될 것인지를 확인하였다. 이를 위하여 저하된 피부 감각이 운동 지각과 운동 제어에 미치는 영향을 관찰하였다. 저하된 감각에 의하여 운동 방향 지각 역치와 기존에 운동 능력 평가 방법으로 널리 사용되어오던 압력 중심이 받는 영향의 정도에 있어서 차이가 발생하였고, 이를 통하여 운동 지각을 평가하는 것이 압력 중심에 비하여 보다 민감하고 직접적인 감각 저하 평가도구로 사용될 수 있음을 확인하였다.
3장에서는 발바닥 감각을 향상시켰을 때 운동 지각 또한 향상이 가능한지를 확인하였다. 이를 위하여 역치 이하 수준의 기계적인 잡음을 운동 지각이 저하된 경우에 적용하여 그 변화를 관찰하였다. 선행 연구 결과들로부터 유추한 실험 설계시의 가정과는 달리, 특정 수준의 잡음이 주어졌을 때 운동 지각에 영향을 미치지 못하였다. 이는 내부 모델의 존재나 또는 실질적으로 추계 공명현상에 의해 영향을 받은 감각과 운동 지각을 추정하는데 사용되는 감각 정보사이에 다른 경로가 존재함을 의미한다.
4장에서는 감각 치환 현상을 이용하여 추가적임 감각 정보를 제공하였을 때, 이 정보를 운동 지각에 통합되어 사용되는지를 확인하였다. 이를 위하여 신체의 흔들림 정보를 촉각 정보로 치환하여 제공하였을 때 신체의 선형 운동 지각에 미치는 영향을 관찰하였다. 주어진 조건에서 운동 지각 능력이 향상된 청년군 실험에 의하여 추가로 제공되어진 감각 정보가 운동 지각에 통합되어 사용되는 것을 확인하였다. 노인군을 대상으로 한 실험에서 청년군과 달리 큰 변화가 나타나지 않은 것은 노화로 인하여 감각 통합 과정의 유연성이 저하되었음을 의미한다.
5장에서는 시스템 관점에서 감각 통합을 통하여 운동 지각이 이루어지는 과정을 정량화 하였다. 이를 위하여 감각 충돌 상황에서 감각 통합에 의한 운동 지각을 모델링 하였고, 이때의 감각 가중치 재분배 현상을 정량화 하였다. 감각 가중치는 감각의 상태에 영향을 받았으며, 특히 의식적인 부분이 중요한 역할을 하였다. 이 결과를 통하여 본 연구에서 제시한 모델을 사용하여, 운동 지각과 감각 저하에 따른 균형 능력 평가에 있어서 보다 정량적인 분석 도구로 사용될 수 있음을 확인하였다.
