การลวงสัมผัสที่ผิวหนังแบบกระต่าย

การลวงสัมผัสที่ผิวหนังแบบกระต่าย (อังกฤษ: cutaneous rabbit illusion) หรือ สภาวะกระโดดที่ผิวหนัง (อังกฤษ: cutaneous saltation) หรือ ปรากฏการณ์กระต่ายที่ผิวหนัง (อังกฤษ: cutaneous rabbit effect) เป็นการลวงความรู้สึกสัมผัสโดยการแตะหรือเคาะที่เขตผิวหนังสองเขตหรือมากกว่านั้นตามลำดับอย่างรวดเร็ว เกิดได้ง่ายที่สุดตามผิวของร่างกายที่มีการรับรู้สัมผัสที่ไม่ละเอียดโดยพื้นที่เช่นที่หน้าแขน การเคาะตามลำดับอย่างรวดเร็วเบื้องต้นใกล้ ๆ ข้อมือและต่อจากนั้นใกล้ ๆ ข้อศอก ก่อให้เกิดความรู้สึกว่ามีการเคาะกระโดดมาตามลำดับตามลำแขนจากข้อมือไปถึงข้อศอก แม้ว่าจะไม่มีการเคาะจริง ๆ ในระหว่างข้อมือถึงข้อศอก และโดยนัยเดียวกัน ถ้าเบื้องต้นเคาะใกล้ข้อศอก แล้งจึงเคาะใกล้ข้อมือ ก็จะทำให้เกิดความรู้สึกลวงถึงการเคาะกระโดดไปตามลำดับจากข้อศอกจนถึงข้อมือ การลวงความรู้สึกเช่นนี้ค้นพบโดยแฟร็งก์ เจ็ลดาร์ด และคารล์ เชอร์ริก ที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตันในประเทศสหรัฐอเมริกาในต้นคริสต์ทศวรรษ 1970 และกำหนดรายละเอียดเพิ่มขึ้นโดยเจ็ลดาร์ดในปี ค.ศ. 1982 และในงานวิจัยหลายงานที่สืบ ๆ กันมา เจ็ลดาร์ดและเชอร์ริกเปรียบความรู้สึกที่เกิดขึ้นเหมือนกับกระต่ายกระโดดไปตามผิวหนัง จึงได้ให้ปรากฏการณ์นี้ด้วยชื่อนั้น แม้ว่าการลวงความรู้สึกแบบกระต่ายจะได้รับการวิจัยอย่างกว้างขวางในระบบสัมผัส แต่ก็ได้มีการค้นพบการลวงประสาทสัมผัสแบบกระโดดในระบบการได้ยิน และระบบการเห็นแล้ว

งานวิจัยโดยการทดลอง

เริ่มตั้งแต่ค้นพบ การลวงสัมผัสที่ผิวหนังแบบกระต่ายได้ดึงดูดความสนใจของหมู่นักวิจัย และได้มีการทดลองมากมายที่สำรวจปรากฏการณ์นี้ โดยมากที่หน้าแขน งานวิจัยต่าง ๆ แสดงเหมือน ๆ กันว่า การลวงสัมผัสแบบกระต่ายเกิดขึ้นเมื่อการเคาะผิวหนังตามลำดับเกิดขึ้นในเวลาใกล้ ๆ กัน การลวงสัมผัสจะหมดไปถ้าช่วงเวลาระหว่างการเคาะผิวหนังเกินกว่า 0.3 วินาที (หรือ 300 มิลลิวินาที) ส่วนงานวิจัยงานหนึ่งพบว่า การใส่ใจในผิวหนังเขตอื่น ลดระดับการกระโดดของสัมผัสในเขตผิวหนังที่กำลังทดสอบ ส่วนงานวิจัยอีกงานหนึ่งพบว่า ความรู้สึกลวงที่ไม่ได้มีการเคาะจริง ๆ มีความสัมพันธ์กับการทำงานทางประสาทในเขตเดียวกันของแผนที่ความรู้สึก ที่เกิดขึ้นเพราะการเคาะจริง ๆ อย่างไรก็ดี กลไกทางประสาทที่เป็นเหตุของการลวงสัมผัสแบบกระต่ายยังไม่ปรากฏ

มีตัวอย่างที่น่าสนใจของการลวงสัมผัสแบบกระต่ายมากมาย ตัวอย่างเช่น การลวงสัมผัสนี้ไม่ใช่จำกัดอยู่ภายในกายเท่านั้น คือ เมื่อผู้รับการทดลองถือไม้แนบข้ามปลายนิ้วชี้และรับการเคาะที่ไม้ พวกเขาแจ้งถึงความรู้สึกลวงของการเคาะที่ไม่มีตามลำไม้ นี้บอกเป็นนัยว่า ปรากฏการณ์กระต่ายที่ผิวหนังไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับแผนที่ somatotopic ภายในกายเท่านั้น แต่เกี่ยวข้องกับแผนที่ภายนอกกายที่เกิดขึ้นเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างกายและสิ่งของภายนอกด้วย

นอกจากนั้นแล้ว งานวิจัยยังแสดงว่า การลวงสัมผัสสามารถเกิดขึ้นในเขตร่างกายที่ไม่ติดต่อกันเช่นข้ามนิ้วด้วย แต่ว่า มีผู้รับการทดลองบางส่วนที่ไม่ประสบปรากฏการณ์นี้ข้ามปลายนิ้ว ยังมีปรากฏการณ์นี้อีกด้วยทั้งในแขนเดียวกันและทั้งข้ามแขน

ตัวกระตุ้นทางตา เช่นไฟกระพริบที่จุดต่าง ๆ ตามลำดับแขน อาจมีอิทธิพลต่อปรากฏการณ์นี้ นอกจากทางตาแล้ว แม้แต่ตัวกระตุ้นทางหูก็อาจมีปฏิสัมพันธ์กับตัวกระตุ้นทางสัมผัสที่มีผลต่อปรากฏการณ์นี้

ในปี ค.ศ. 2009 นักวิจัยที่บริษัทฟิลิปส์ ได้สาธิตเสื้อแจ๊กเก้ตที่มีมอเตอร์เรียงเป็นแนวภายใน ที่มีการออกแบบให้เกิดความรู้สึกสัมผัสต่าง ๆ ในขณะที่ผู้ใส่กำลังดูภาพยนตร์ ผลิตภัณฑ์นี้อาศัยการลวงสัมผัสที่ผิวหนังแบบกระต่ายเพื่อที่จะลดจำนวนมอเตอร์ที่ต้องใช้

แบบจำลอง

นักวิจัยหลายพวกได้เสนอแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์สำหรับการลวงสัมผัสแบบกระต่าย

 

ระบบการรับรู้ประเมินระยะทางระหว่างการเคาะตามลำดับที่ผิวหนัง มีค่าต่ำเกินไป รูปข้างบนแสดงตัวกระตุ้น พร้อมทั้งความรู้สึกของตัวกระตุ้นนั้นที่ผิวหนัง (ที่แสดงที่หน้าแขน) ส่วนกราฟด้านล่างแสดงข้อมูลที่ได้ในการทดลองในมนุษย์และค่าที่แบบจำลอง Bayesian พยากรณ์

แบบจำลอง Bayesian ที่ตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 2007 ให้ผลเหมือนกับการลวงสัมผัสที่ผิวหนังแบบกระต่าย และการลวงประสาทสัมผัสที่เกี่ยวข้องกับพื้นที่และกาลเวลาอย่างอื่น ๆ แบบจำลองนี้แสดงว่า วงจรประสาทในสมองเข้ารหัสการคาดหวังที่สร้างขึ้นด้วยประสบการณ์รับรู้ทางประสาทสัมผัสว่า ตัวกระตุ้นสัมผัสมักจะเคลื่อนตัวไปอย่างช้า ๆ แบบจำลองสามารถพยากรณ์โดยอนุมานแบบความน่าจะเป็นในระดับที่แม่นยำที่สุด (optimal probabilistic inference) โดยรวมข้อมูลเกี่ยวกับความรู้สึกโดยพื้นที่ที่มีค่าไม่แน่นอน กับความคาดหวังเกี่ยวกับความเคลื่อนไหวที่เป็นไปอย่างช้า ๆ ความคาดหวังว่ามีการเคลื่อนไหวอย่างช้า ๆ นั้น มีผลให้ระบบรับความรู้สึกถึงการตัดสินว่า ตัวกระตุ้นที่เคลื่อนไปตามลำดับอย่างรวดเร็วนั้น ควรจะรู้สึกได้บนผิวหนังใกล้ ๆ กันเกินความจริง

ในปี ค.ศ. 2013 แบบจำลองแบบ Bayesian ได้รับการพัฒนาเพิ่มขึ้น ที่สามารถพยากรณ์ความรู้สึกในมนุษย์ต่อตัวกระตุ้นตามลำดับแบบง่าย ๆ (คือแบบสองจุด) และตัวกระตุ้นที่ซับซ้อนขึ้น ๆ ไป (คือแบบหลายจุด) เช่นปรากฏการณ์ทอแบบ 3 จุด (3-tap tau effect) และการลวงสัมผัสที่ผิวหนังแบบกระต่ายแบบ 15 จุด นอกจากนั้นแล้ว แบบจำลองสุดท้ายนี้ สามารถพยากรณ์การรับรู้ที่มีการใส่ใจในพื้นที่เฉพาะจุดที่อื่น เมื่อทดลองร่วมกับการลวงสัมผัสที่ผิวหนังแบบกระต่าย, มีความสอดคล้องกับการลวงสัมผัสที่เป็นไปนอกร่างกาย, และเข้ากันเมื่อการลวงสัมผัสมีอิทธิพลจากความรู้สึกข้ามประสาทสัมผัส มีโปรแกรมคอมพิวเตอร์แบบฟรีแวร์ชื่อว่า "Leaping Lagomorphs" ที่ปฏิบัติการตามแบบจำลองนี้ (คือทำแบบจำลองนี้ให้มีผล)

ในกรณีที่มีการเคาะสองครั้งที่ผิวหนัง แบบจำลองนี้พยากรณ์ระยะทางระหว่างการเคาะที่รู้สึก (ตัวแปร l*) โดยเป็นฟังก์ชันของระยะทางระหว่างการเคาะจริง ๆ (ตัวแปร l) และของเวลาระหว่างการเคาะ (ตัวแปร t) โดยสูตรนี้

l* = l/1 + 2 (τ/t)²

สูตรนี้เรียกว่า "perceptual length contraction formula (สูตรย่อระยะทางที่รู้สึก)" ที่ตั้งชื่อให้มีความคล้ายคลึงกับการย่อระยะทางคือ length contraction ที่ทฤษฎีสัมพันธภาพของไอน์สไตน์ได้กล่าวถึง เหมือนกับผลที่เห็นในการทดลองจริง ๆ ให้สังเกตว่า l* มีค่าน้อยกว่า l ยิ่งขึ้นเมื่อ t น้อยลง แต่เมื่อ t มีค่าสูงขึ้น l* มีค่าเข้าสู่ l และการลวงสัมผัสนี้ก็จะหายไป พารามิเตอร์ของแบบจำลองคือ ทอ (τ) เป็นค่าคงตัวของเวลาสำหรับการรับรู้พื้นที่ทางสัมผัส ึค่าของ τ ตัดสินความรวดเร็วที่ระยะทางที่รู้สึก มีค่าเข้าสู่ระยะทางจริง ๆ เมื่อเวลาระหว่างตัวกระตุ้นที่มากระทบผิวเพิ่มขึ้น ระยะทางที่รู้สึกเท่ากับ 1/3 ของระยะทางจริง ๆ เมื่อ t=τ และเท่ากับ 2/3 ของระยะทางจริง ๆ เมื่อ t=2τ ในบทความตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 2013 โกลด์ไรค์และท็องแสดงว่า τ เป็นอัตราส่วนระหว่างความคาดหวังว่ามีการเคลื่อนไหวอย่างช้า ๆ กับความละเอียดของความรู้สึกสัมผัสที่ผิวหนัง และรายงานว่า ค่าของ τ อยู่ที่ 0.1 วินาที สำหรับหน้าแขนโดยประมาณ

การลวงสัมผัสที่เกี่ยวข้องกัน

การลวงสัมผัสที่ดูเหมือนจะมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับปรากฏการณ์นี้ก็คือ ปรากฏการณ์ทอ (tau effect) ปรากฏการณ์ทอเกิดขึ้นเมื่อผู้สั่งเกตการณ์ตัดสินระยะทางระหว่างตัวกระตุ้นสองตัวที่แสดงทีละตัวตามลำดับต่อ ๆ กัน ถ้าระยะทางจากตัวกระตุ้นตัวหนึ่งไปยังตัวกระตุ้นอีกตัวหนึ่งเท่ากัน แต่ระยะเวลาที่ผ่านไปในระหว่างการแสดงตัวกระตุ้นไม่เท่ากัน ผู้รับการทดลองมักจะมีการรับรู้อย่างไม่ถูกต้องว่า ถ้ามีระยะเวลาในระหว่างที่สั้น ระยะทางก็จะสั้นไปด้วย ดังนั้น คล้ายกับการลวงสัมผัสแบบกระต่าย ปรากฏการณ์ทอแสดงว่า คุณลักษณะทางเวลาของตัวกระตุ้นมีอิทธิพลต่อการรับรู้ตัวกระตุ้นโดยพื้นที่ ในปี ค.ศ. 2007 นักวิจัยโกลด์ไรค์เสนอว่า ทั้งการลวงสัมผัสแบบกระต่ายและทั้งปรากฏการณ์ทอเป็นผลจากการคาดหวังล่วงหน้า (priori expectation) ว่าตัวกระตุ้นเคลื่อนไหวอย่างมีความเร็วต่ำ และจริง ๆ แล้วแบบจำลอง Bayesian ที่แสดงการประเมินค่าต่ำของระยะทางโดยระบบประสาท ขึ้นอยู่กับความเร็วของการเคาะ (ที่กล่าวไว้ในหมวดแบบจำลอง) สามารถพยากรณ์ปรากฏการณ์ทั้งสองอย่างได้

เชิงอรรถและอ้างอิง

1. คำว่า saltation (แปลว่ากระโดด) หมายถึงลักษณะเหมือนกับการกระโดดที่ปรากฏแก่ความรู้สึก
2. Geldard, F. A. (13 October 1972). "The Cutaneous "Rabbit": A Perceptual Illusion". Science. 178 (4057): 178–179. doi:10.1126/science.178.4057.178. PMID 5076909. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
3. Geldard, FA (July 1982). "Saltation in somesthesis". Psychological Bulletin. 92 (1): 136–75. PMID 7134325.
4. Bremer, CD (December 1977). "An illusion of auditory saltation similar to the cutaneous "rabbit"". The American journal of psychology. 90 (4): 645–54. PMID 610449. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
5. Shore, DI (June 1998). "Auditory saltation: a new measure for an old illusion". The Journal of the Acoustical Society of America. 103 (6): 3730–3. PMID 9637053. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
6. Getzmann, S (February 2009). "Exploring auditory saltation using the "reduced-rabbit" paradigm". Journal of experimental psychology. Human perception and performance. 35 (1): 289–304. doi:10.1037/a0013026. PMID 19170489.
7. Geldard, FA (June 1976). "The saltatory effect in vision". Sensory processes. 1 (1): 77–86. PMID 1029079.
8. Lockhead, GR (1980). "Saltation through the blind spot". Perception and Psychophysics. 27 (6): 545–9. PMID 7393702. Unknown parameter |month= ignored (help); Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
9. Khuu, SK (Aug 15, 2011). "The influence of spatial orientation on the perceived path of visual saltatory motion". Journal of vision. 11 (9). doi:10.1167/11.9.5. PMID 21844167. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
10. Kilgard, MP (23 February 1995). "Anticipated stimuli across skin". Nature. 373 (6516): 663. doi:10.1038/373663a0. PMID 7854442. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
11. Blankenburg, Felix (1 January 2006). "The Cutaneous Rabbit Illusion Affects Human Primary Sensory Cortex Somatotopically". PLoS Biology. 4 (3): e69. doi:10.1371/journal.pbio.0040069. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
12. Miyazaki, M (Feb 3, 2010). "The "cutaneous rabbit" hopping out of the body". The Journal of neuroscience. 30 (5): 1856–60. doi:10.1523/JNEUROSCI.3887-09.2010. PMID 20130194. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
13. Warren, JP (October 2010). "Electrotactile stimuli delivered across fingertips inducing the Cutaneous Rabbit Effect". Experimental brain research. 206 (4): 419–26. doi:10.1007/s00221-010-2422-0. PMID 20862459. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
14. Warren, JP (Nov 7, 2011). "Tactile perception: do distinct subpopulations explain differences in mislocalization rates of stimuli across fingertips?". Neuroscience letters. 505 (1): 1–5. doi:10.1016/j.neulet.2011.04.057. PMID 21575679. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
15. Eimer, M., B. Foster, and J. Vibell. "Cutaneous Saltation within and across Arms: A New Measure of the Saltation Illusion in Somatosensation." Percept Psychophys 67.3 (2005) 458-68. Web.
16. Asai, T (22 October 2012). "'Cutaneous Rabbit' Hops toward a Light: Unimodal and Cross-modal Causality on the Skin". Frontiers in Psychology. 3: 427. doi:10.3389/fpsyg.2012.00427. PMID 23133432. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
17. Trojan, J (2009). "Tactile-auditory saltation: Spatiotemporal integration across sensory modalities". Neuroscience Letters. 460 (2): 156–160. doi:10.1016/j.neulet.2009.05.053. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
18. Jones, Willie D. (18 March 2009). "Jacket Lets You Feel the Movies". EEE Spectrum Online.
19. Brigner, WL (April 1988). "Saltation as a rotation of space-time axes". Percept Mot Skills. 66 (2): 637–8. PMID 3399342.
20. Wiemer, J (February 2000). "Learning cortical topography from spatiotemporal stimuli". Biological cybernetics. 82 (2): 173–87. PMID 10664104. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
21. Grush, R (September 2005). "Internal models and the construction of time: generalizing from state estimation to trajectory estimation to address temporal features of perception, including temporal illusions". Journal of neural engineering. 2 (3): S209-18. doi:10.1088/1741-2560/2/3/S05. PMID 16135885.
22. Flach, R (2006). "The cutaneous rabbit revisited". Journal of experimental psychology. Human perception and performance. 32 (3): 717–32. doi:10.1037/0096-1523.32.3.717. PMID 16822134. Unknown parameter |month= ignored (help); Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
23. Goldreich, D (Mar 28, 2007). "A Bayesian perceptual model replicates the cutaneous rabbit and other tactile spatiotemporal illusions". PLoS ONE. 2 (3): e333. doi:10.1371/journal.pone.0000333. PMC 1828626. PMID 17389923.
24. Goldreich, D (10 May 2013). "Prediction, Postdiction, and Perceptual Length Contraction: A Bayesian Low-Speed Prior Captures the Cutaneous Rabbit and Related Illusions". Frontiers in Psychology. 4. doi:10.3389/fpsyg.2013.00221. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
25. Helson, H (1931). "The tau effect: an example of psychological relativity". J Exp Psychol. 14: 202–217. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)