การลวงสัมผัสที่ผิวหนังแบบกระต่าย

การลวงสัมผัสที่ผิวหนังแบบกระต่าย () หรือ สภาวะกระโดดที่ผิวหนัง ()  หรือ  ปรากฏการณ์กระต่ายที่ผิวหนัง ()
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 
 

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

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

ประสาทวิทยาศาสตร์
จิตวิทยา
การรับรู้
มายา