Name: applying incongruent visual-tactile stimuli during object transfer with vibro-tactile feedback
Uploaded: 2019-05-23T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Applying Incongruent Visual-Tactile Stimuli during Object Transfer with Vibro-Tactile Feedback at JoVE.com

Deze studie werd niet gefinancierd.

Het volgende protocol volgt de richtsnoeren van Human onderzoek ethiek Comite van de Universiteit. Zie de lijst van materialen voor de verwijzing naar de commerciële producten.
Nota: na het ontvangen van goedkeuring van het universitaire Comité van de ethiek, werden 20 gezonde individuen (7 mannetjes en 13 wijfjes, gemiddelde en standaardafwijking [br] van leeftijd 30,2 ± 16,3 jaar) aangeworven. Elk onderwerp gelezen en ondertekende een geïnformeerde toestemming vorm pretr...

<ol>
	<li>Aggelopoulos, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perceptual+inference.">Perceptual inference.</a> Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 55, 375-392 (2015).</li><li>van der Groen, O., van der Burg, E., Lunghi, C., Alais, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Touch+influences+visual+perception+with+a+tight+orientation-tuning.">Touch influences visual perception with a tight orientation-tuning.</a> PloS One. 8 (11), e79558 (2013).</li><li>Pei, Y. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cross-modal+sensory+integration+of+visual-tactile+motion+information:+instrument+design+and+human+psychophysics.">Cross-modal sensory integration of visual-tactile motion information: instrument design and human psychophysics.</a> Sensors. 13 (6), 7212-7223 (2013).</li><li>Kording, K. P., Wolpert, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bayesian+integration+in+sensorimotor+learning.">Bayesian integration in sensorimotor learning.</a> Nature. 427 (6971), 244-247 (2004).</li><li>Tajadura-Jimenez, A., Banakou, D., Bianchi-Berthouze, N., Slater, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Embodiment+in+a+Child-Like+Talking+Virtual+Body+Influences+Object+Size+Perception,+Self-Identification,+and+Subsequent+Real+Speaking.">Embodiment in a Child-Like Talking Virtual Body Influences Object Size Perception, Self-Identification, and Subsequent Real Speaking.</a> Scientific Reports. 7 (1), (2017).</li><li>Campos, J. L., Butler, J. S., Bulthoff, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multisensory+integration+in+the+estimation+of+walked+distances.">Multisensory integration in the estimation of walked distances.</a> Experimental Brain Research. 218 (4), 551-565 (2012).</li><li>Sun, H. J., Campos, J. L., Chan, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multisensory+integration+in+the+estimation+of+relative+path+length.">Multisensory integration in the estimation of relative path length.</a> Experimental Brain Research. 154 (2), 246-254 (2004).</li><li>Parmentier, F. B., Ljungberg, J. K., Elsley, J. V., Lindkvist, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+behavioral+study+of+distraction+by+vibrotactile+novelty.">A behavioral study of distraction by vibrotactile novelty.</a> Journal of Experimental Psychology, Human Perception, and Performance. 37 (4), 1134-1139 (2011).</li><li>Sigrist, R., Rauter, G., Riener, R., Wolf, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Augmented+visual,+auditory,+haptic,+and+multimodal+feedback+in+motor+learning:+a+review.">Augmented visual, auditory, haptic, and multimodal feedback in motor learning: a review.</a> Psychonomic Bulletin &amp; Review. 20 (1), 21-53 (2013).</li><li>Hebert, J. S., Lewicke, J., Williams, T. R., Vette, A. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Normative+data+for+modified+Box+and+Blocks+test+measuring+upper-limb+function+via+motion+capture.">Normative data for modified Box and Blocks test measuring upper-limb function via motion capture.</a> Journal of Rehabilitation Research and Development. 51 (6), 918-932 (2014).</li><li>Raveh, E., Portnoy, S., Friedman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adding+vibrotactile+feedback+to+a+myoelectric-controlled+hand+improves+performance+when+online+visual+feedback+is+disturbed.">Adding vibrotactile feedback to a myoelectric-controlled hand improves performance when online visual feedback is disturbed.</a> Human Movement Science. 58, 32-40 (2018).</li><li>Raveh, E., Friedman, J., Portnoy, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+effects+of+adding+vibrotactile+feedback+to+myoelectric+prosthesis+users+on+performance+and+visual+attention+in+a+dual-task+paradigm.">Evaluation of the effects of adding vibrotactile feedback to myoelectric prosthesis users on performance and visual attention in a dual-task paradigm.</a> Clinical Rehabilitation. 32 (10), 1308-1316 (2018).</li><li>Raveh, E., Portnoy, S., Friedman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myoelectric+Prosthesis+Users+Improve+Performance+Time+and+Accuracy+Using+Vibrotactile+Feedback+When+Visual+Feedback+Is+Disturbed.">Myoelectric Prosthesis Users Improve Performance Time and Accuracy Using Vibrotactile Feedback When Visual Feedback Is Disturbed.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. , (2018).</li><li>Raveh, E., Friedman, J., Portnoy, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visuomotor+behaviors+and+performance+in+a+dual-task+paradigm+with+and+without+vibrotactile+feedback+when+using+a+myoelectric+controlled+hand.">Visuomotor behaviors and performance in a dual-task paradigm with and without vibrotactile feedback when using a myoelectric controlled hand.</a> Assistive Technology: The Official Journal of RESNA. , 1-7 (2017).</li><li>Dienes, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+Bayes+to+get+the+most+out+of+non-significant+results.">Using Bayes to get the most out of non-significant results.</a> Frontiers in Psychology. 5, 781 (2014).</li><li>Shams, L., Murray, M. M., Wallace, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+Integration+and+Bayesian+Causal+Inference+in+Multisensory+Perception.">Early Integration and Bayesian Causal Inference in Multisensory Perception.</a> The Neural Bases of Multisensory Processes. , (2012).</li><li>D'Amour, S., Pritchett, L. M., Harris, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bodily+illusions+disrupt+tactile+sensations.">Bodily illusions disrupt tactile sensations.</a> Journal of Experimental Psychology, Human Perception, and Performance. 41 (1), 42-49 (2015).</li><li>Tidoni, E., Fusco, G., Leonardis, D., Frisoli, A., Bergamasco, M., Aglioti, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Illusory+movements+induced+by+tendon+vibration+in+right-+and+left-handed+people.">Illusory movements induced by tendon vibration in right- and left-handed people.</a> Experimental Brain Research. 233 (2), 375-383 (2015).</li><li>Fuentes, C. T., Gomi, H., Haggard, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temporal+features+of+human+tendon+vibration+illusions.">Temporal features of human tendon vibration illusions.</a> The European Journal of Neuroscience. 36 (12), 3709-3717 (2012).</li><li>de Vignemont, F., Ehrsson, H. H., Haggard, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bodily+illusions+modulate+tactile+perception.">Bodily illusions modulate tactile perception.</a> Current Biology. 15 (14), 1286-1290 (2005).</li><li>Marotta, A., Tinazzi, M., Cavedini, C., Zampini, M., Fiorio, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Individual+Differences+in+the+Rubber+Hand+Illusion+Are+Related+to+Sensory+Suggestibility.">Individual Differences in the Rubber Hand Illusion Are Related to Sensory Suggestibility.</a> PloS One. 11 (12), e0168489 (2016).</li><li>Stevenson, R. A., Zemtsov, R. K., Wallace, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Individual+differences+in+the+multisensory+temporal+binding+window+predict+susceptibility+to+audiovisual+illusions.">Individual differences in the multisensory temporal binding window predict susceptibility to audiovisual illusions.</a> Journal of Experimental Psychology, Human Perception, and Performance. 38 (6), 1517-1529 (2012).</li><li>Maravita, A., Spence, C., Driver, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multisensory+integration+and+the+body+schema:+close+to+hand+and+within+reach.">Multisensory integration and the body schema: close to hand and within reach.</a> Current Biology. 13 (13), R531-R539 (2003).</li><li>Carey, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multisensory+integration:+attending+to+seen+and+felt+hands.">Multisensory integration: attending to seen and felt hands.</a> Current Biology. 10 (23), R863-R865 (2000).</li><li>Tsakiris, M., Haggard, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+rubber+hand+illusion+revisited:+visuotactile+integration+and+self-attribution.">The rubber hand illusion revisited: visuotactile integration and self-attribution.</a> Journal of Experimental Psychology, Human Perception, and Performance. 31 (1), 80-91 (2005).</li></ol>

In deze studie, een protocol dat kwantificeert het effect van het toevoegen van VTF op het object Transfer bewegingen in de aanwezigheid van incongruent visueel-tactiele prikkels werd gepresenteerd. Om het beste van onze kennis, dit is het enige protocol beschikbaar om het effect van VTF op de reactie op incongruente visueel-tactiele stimuli te testen. De verschillende kritieke stappen die betrokken zijn bij de toepassing van incongruente visueel-tactiele stimuli tijdens object transfer met VTF omvatten de volgende: het ...

Illusies zijn uitbuitingen van de beperkingen van onze zintuigen, omdat we ten onrechte informatie waarnemen die afwijkt van objectieve werkelijkheid. Onze perceptieve relatie is gebaseerd op onze ervaring in het interpreteren van zintuiglijke gegevens en op de berekening van onze hersenen van de meest betrouwbare schatting van de werkelijkheid in de aanwezigheid van ambigue sensorische ingang1.
Een sub-categorie in het onderzoek van illusies is er een die incongruente zintuiglijke signalen combineert. De illusie dat de resultaten van incongruente zintuiglijke signalen afkomstig is van de constante multisensorische integratie uitgevoerd door onze hersenen. Terwijl er talrijke studies betreffende onenigheid in visueel-auditieve signalen zijn, is de incongruentie in andere sensorische paren minder gerapporteerd. Dit verschil in het aantal rapporten kan worden toegeschreven aan de hogere eenvoud in het ontwerpen van een Setup die visueel-auditieve incongruentie bevat. Echter, studies die verslag resultaten met betrekking tot andere zintuiglijke paren modaliteiten, zijn interessant. Bijvoorbeeld, het effect van incongruente visueel-haptische signalen op visuele gevoeligheid2 werd bestudeerd gebruikend een systeem waar de visuele en haptische stimuli in ruimte frequentie werden gematched; echter, de haptische en visuele oriëntatie was identiek (congruent) of orthogonale (incongruente). In een andere studie, het effect van incongruente visueel-tactiele motie prikkels op de waargenomen visuele richting van de beweging werd onderzocht met behulp van een visueel-tactiele cross-modale integratie stimulator met een verlichte paneel dat visuele prikkels en een tactiele presenteert stimulator die tactiele beweging prikkels presenteert met willekeurige beweging richting, snelheid, en inspringing diepte in de huid3. Men stelde voor dat wij intern zowel de statistische distributie van de taak als onze sensorische onzekerheid vertegenwoordigen, die hen combineert op een manier verenigbaar met een prestaties-optimaliserend Bayesiaanse proces4.
Virtual Reality heeft de mogelijkheid om de visuele feedback te bedriegen om het onderwerp een gemakkelijke taak. Verscheidene studies gebruikten multisensorische virtuele werkelijkheid om visuele en somatosensorische informatie verkeerd af te stemmen. Bijvoorbeeld, werd de virtuele werkelijkheid onlangs gebruikt om belichaming in het lichaam van een kind te veroorzaken, met of zonder activering van een kind-als stemvervorming5. In een ander voorbeeld, de visuele presentatie van de loopafstand tijdens zelf-beweging werd uitgebreid en was dus incongruent met de reisafstand gevoeld door lichaam gebaseerde cues6. Een soortgelijke Virtual Reality Setup is ontworpen voor een wieler activiteit7. Alle bovengenoemde literatuur, echter, combineerde geen interferentie aan één van de betekenissen, naast het incongruente signaal. We kozen voor de tactiele zin om een dergelijke verstoring te ontvangen.
Onze tactiele sensorische systeem biedt direct bewijs over de vraag of een object wordt begrepen. Wij verwachten daarom dat wanneer de directe visuele terugkoppeling vervormd of niet beschikbaar is, de rol van het tactiele sensorische systeem in de taken van de objecten manipulatie prominent zal zijn. Echter, wat zou er gebeuren als de tactiele sensorische kanaal was ook verstoord? Dit is een mogelijke uitkomst van het gebruik van vibrotactile feedback (VTF) voor sensorische vergroting, omdat het vangt de aandacht van de individuele8. Vandaag, augmented feedback van de verschillende modaliteiten wordt gebruikt als een externe tool, bedoeld om onze interne zintuiglijke feedback te verbeteren en de prestaties tijdens motorisch leren, in de sport en in revalidatie-instellingen9.
De studie van incongruent visueel-tactiele stimuli kunnen versterken ons begrip ten aanzien van de perceptie van de zintuiglijke input. In het bijzonder, kwantificering van het additief of reductieve waarde van VTF tijdens de motorfunctie die incongruent visueel-tactiele prikkels impliceert, kan helpen in de toekomst protheses ontwerp, Smart sport-wear, of enige andere kleding die VTF op te nemen. Aangezien geamputeerden zijn beroofd van tactiele prikkels op het distale aspect van hun residuum, hun dagelijks gebruik van de VTF, ingebed in de prothese om kennis van grijpen, bijvoorbeeld, zou kunnen beïnvloeden hoe ze waarnemen visuele feedback te brengen. Het begrip van het mechanisme van waarneming onder deze voorwaarden, zal ingenieurs toelaten om VTF modaliteiten te perfectioneren om het negatieve effect op VTF gebruikers te verminderen.
Wij poogden het effect van VTF op de reactie op incongruente visueel-tactiele stimuli te testen. In de voorgestelde opstelling, wordt de tactiele terugkoppeling verworven door een blok te grijpen en het te bewegen over een verdeling; de visuele feedback is een real-time virtuele presentatie van het bewegende blok en de partitie (verkregen met behulp van een motion capture-systeem). Aangezien het onderwerp wordt verhinderd het zien van de werkelijke handbeweging, de enige visuele feedback is de virtuele. De congruente feedback is de betrouwbare presentatie van de beweging van het blok, zodat het onderwerp van mening dat het blok is begrepen en ziet het bewegen samen met het pad van de hand. De incongruent feedback verschijnt als de beweging van het blok doorschakelt van de werkelijke beweging pad, zodat het lijkt te laten vallen van de hand wanneer het eigenlijk nog steeds in het bezit van het onderwerp, waardoor tegenstrijdig de tactiele feedback. Drie hypothesen werden getest: bij het verplaatsen van een object van de ene plaats naar de andere met behulp van virtuele visuele feedback, (i) het pad en de duur van de overdracht van het object beweging zal toenemen wanneer incongruent visueel-tactiele prikkels wordt gepresenteerd, (II) deze verandering zal verhoging wanneer incongruent visueel-tactiele prikkels wordt gepresenteerd en VTF wordt geactiveerd op de bewegende arm, en (III) een positieve correlatie zal worden gevonden tussen de waargenomen moeilijkheidsgraad van het uitvoeren van de taak met de VTF geactiveerd en het pad en de duur van de overdrachts beweging van het object. De eerste hypothese komt voort uit voornoemde literatuur dat het verslag dat verschillende modaliteiten van incongruente feedback van invloed op onze antwoorden. De tweede hypothese heeft betrekking op de eerdere bevindingen dat VTF de aandacht van het individu vastlegt. Voor de derde hypothese, gingen we ervan uit dat onderwerpen die meer verstoord door de VTF, zal vertrouwen op de virtuele visuele feedback meer dan hun tactiele zin.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>3D printer</td>
			<td>Makerbot</td>
			<td></td>
			<td>https://www.makerbot.com/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Box and Blocks test</td>
			<td>Sammons Preston</td>
			<td></td>
			<td>https://www.performancehealth.com/box-and-blocks-test</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flexiforce sensors (1lb)</td>
			<td>Tekscan Inc.</td>
			<td></td>
			<td>https://www.tekscan.com/force-sensors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>JASP</td>
			<td>JASP Team</td>
			<td></td>
			<td>https://jasp-stats.org/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Labview</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td></td>
			<td>http://www.ni.com/en-us/shop/labview/labview-details.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro Arduino</td>
			<td>Arduino LLC</td>
			<td></td>
			<td>https://store.arduino.cc/arduino-micro</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motion capture system</td>
			<td>Qualisys</td>
			<td></td>
			<td>https://www.qualisys.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shaftless vibration motor</td>
			<td>Pololu</td>
			<td></td>
			<td>https://www.pololu.com/product/1638</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SPSS</td>
			<td>IBM</td>
			<td></td>
			<td>https://www.ibm.com/analytics/spss-statistics-software</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

applying incongruent visual-tactile stimuli during object transfer with vibro-tactile feedback

De toepassing van incongruente zintuiglijke signalen die verstoorde tactiele feedback gaat is zelden verkend, in het bijzonder met de aanwezigheid van vibrotactile feedback (VTF). Dit protocol beoogt het testen van het effect van VTF op de reactie op incongruente visueel-tactiele stimuli. De tactiele feedback wordt verkregen door het grijpen van een blok en het verplaatsen van het over een partitie. De visuele feedback is een real-time virtuele presentatie van het bewegende blok, verworven met behulp van een motion capture systeem. De congruente feedback is de betrouwbare presentatie van de beweging van het blok, zodat het onderwerp van mening dat het blok is begrepen en zie het bewegen samen met het pad van de hand. De incongruent feedback verschijnt als de beweging van het blok doorschakelt van de werkelijke beweging pad, zodat het lijkt te laten vallen van de hand wanneer het eigenlijk nog steeds in het bezit van het onderwerp, waardoor tegenstrijdig de tactiele feedback. Twintig onderwerpen (leeftijd 30,2 ± 16,3) herhaalden 16 blok overdrachten, terwijl hun hand werd verborgen. Deze werden herhaald met VTF en zonder VTF (totaal van 32 blok overdrachten). De incongruente stimuli werden willekeurig tweemaal binnen de 16 herhalingen in elke voorwaarde (met en zonder VTF) voorgesteld. Elk onderwerp werd gevraagd om de moeilijkheidsgraad van het uitvoeren van de taak met en zonder de VTF te beoordelen. Er waren geen statistisch significante verschillen in de lengte van de hand paden en de duur tussen de overdrachten opgenomen met congruent en incongruent visueel-tactiele signalen-met en zonder de VTF. De waargenomen moeilijkheidsgraad van het uitvoeren van de taak met de VTF significant gecorreleerd met de genormaliseerde lengte van het pad van het blok met VTF (r = 0,675, p = 0,002). Deze opstelling wordt gebruikt om het additief of de reductieve waarde van VTF tijdens motorfunctie te kwantificeren die incongruent visueel-tactiele stimuli impliceert. Mogelijke toepassingen zijn protheses ontwerp, Smart sport-wear, of een andere kleding die VTF op te nemen.

We gebruikten de beschreven techniek om de drie hypothesen die bij het verplaatsen van een object van de ene plaats naar de andere met behulp van virtuele visuele feedback te testen: (i) het pad en de duur van de overdracht van het object beweging zal toenemen wanneer incongruent visueel-tactiele prikkels is gepresenteerd (II) deze verandering zal toenemen wanneer incongruent visueel-tactiele prikkels wordt gepresenteerd en VTF wordt geactiveerd op de bewegende arm; en (III) een positieve correlatie zal worden gevonden t...

Watch this Scientific Journal Video about Applying Incongruent Visual-Tactile Stimuli during Object Transfer with Vibro-Tactile Feedback at JoVE.com

Applying Incongruent Visual-Tactile Stimuli during Object Transfer with Vibro-Tactile Feedback

Toepassing incongruent visueel-tactiele prikkels tijdens object transfer met Vibro-tactiele feedback

We presenteren een protocol om incongruent visueel-tactiele prikkels toe te passen tijdens een object overdracht taak. Concreet, tijdens blok transfers, uitgevoerd terwijl de hand is verborgen, een virtuele presentatie van het blok toont willekeurige voorvallen van valse blok druppels. Het protocol beschrijft ook het toevoegen van vibrotactile feedback tijdens het uitvoeren van de motor taak.

The application of incongruent sensory signals that involves disrupted tactile feedback is rarely explored, specifically with the presence of vibrotactile ...

Het protocol test het effect van vibro-tactiele feedback op de reactie op incongruente visueel tactiele stimuli. Een bewegingsafvangsysteem berekent de 3D-coördinaten van een blok dat over een partitie wordt overgebracht. Dus de analyse van de bewegingstijd en het pad van het blok in elke herhaling kan efficiënt en nauwkeurig worden uitgevoerd aan het einde van het proces.De reactie van het onderwerp op de incongruente visueel-tactiele stimuli in aanwezigheid van vibro-tactiele feedback kan gemakkelijk worden gekwantificeerd. Kwantificering van de positieve of negatieve bijdrage van vibro-tactiele feedback tijdens de motorische functie waarbij incongruente visuele tactiele stimuli betrokken zijn, kan helpen bij het toekomstige ontwerp van operatieve prothesen, haptics en chirurgische hulpmiddelen, slimme sportkleding of andere kledingstukken die vibro-tactiele feedback bevatten. Elk motion capture systeem en vibro-tactiele feedback systeem kan worden gebruikt om ons protocol te repliceren.Begin met het verkrijgen van een houten doos met een 15,2 centimeter hoge partitie in het midden. Plaats een zachte sponslaag aan beide zijden van de partitie. Plaats vervolgens zes passieve reflecterende markeringen op het tegenovergestelde van het scherm op de vier hoeken en aan beide uiteinden van de partitie.Gebruik een 3D-printer om een kubus te maken met afmetingen van 2,5 centimeter bij 2,5 centimeter bij 2,5 centimeter aan een basis met de afmetingen van 4,5 centimeter bij 4,5 centimeter bij een centimeter. Plaats vervolgens een groot scherm, ongeveer 1,5 meter, voor een tafel en plaats de doos op de tafel, 10 centimeter van de rand tegenover het scherm. Ten slotte u gebruik maken van een bewegingsopnamesysteem met zes camera's dat op 100 hertz is geactiveerd om de partitie en de beweging van het blok in realtime te visualiseren.Kalibreer het motion capture systeem met een geinstrumenteerde toverstok, zodat het blok en de partitie van de doos worden herkend als stijve lichamen. Plaats vervolgens de doos op de tafel 10 centimeter van de rand tegenover het scherm. Instrueer eerst het onderwerp om horloges, armbanden en ringen te verwijderen.Bevestig de VTF-systeemcontroller aan de onderarm. Bevestig vervolgens twee dunne en flexibele krachtsensoren aan het palmar-aspect van de duim en wijsvingers over een dunne, sponsachtige laag. Plaats een manchet op de huid van de bovenarm van het onderwerp en zorg ervoor dat het comfortabel zit.Druk op de knop om de aan de controller aangesloten batterij te activeren. En vraag het onderwerp dan om hun duim en wijsvingers licht tegen elkaar te drukken. Instrueer het onderwerp om te trainen voor 10 minuten in het grijpen van het blok zo licht mogelijk, met behulp van alleen de twee geinstrumenteerde vingers.Laat ze het blok optillen, verplaatsen en meerdere keren weer op tafel leggen, in een poging om een minimale hoeveelheid kracht op het blok toe te passen. Instrueer vervolgens het onderwerp om dicht bij de tabel te staan waar de doos en partitie zijn geplaatst. Plaats een scheidingswand aan de rand van de tafel in de buurt van het onderwerp en boven de doos, zodat het onderwerp niet in staat is om de doos te zien, maar kan gemakkelijk het scherm voor hem of haar te zien.Plaats vervolgens het blok in het midden van het rechtercompartiment van de doos en leid de hand van het onderwerp ernaar. Start de software die de camera's van het motion capture-systeem aanst handt. Selecteer in het configuratiescherm van de visuele feedbacksoftware met/zonder VTF de code van het onderwerp, klik op uitvoeren, verbinden, openen en starten.Instrueer het onderwerp om het blok 16 keer over te dragen met de krachtsensoren met de hand, terwijl het bekijken van de beweging van het virtuele blok op het scherm. Verplaats het blok na elke overdracht terug over de partitie naar de startlocatie. Nadat het onderwerp alle 16 herhalingen heeft voltooid, klikt u op stoppen in de software.Ten slotte, vraag het onderwerp om de moeilijkheidsgraad van het uitvoeren van de taak van de overdracht van het blok 16 keer, met en zonder de VTF, volgens de volgende schaal te beoordelen. Nul is helemaal niet moeilijk, één is een beetje moeilijk, twee is matig moeilijk, drie is erg moeilijk, en vier is uiterst moeilijk. De resultaten gaven aan dat de waargenomen moeilijkheidsgraad van nul tot vier van het uitvoeren van de taak met de VTF aanzienlijk correleerde met de genormaliseerde padlengte van het blok met VTF.De genormaliseerde padlengte in aanwezigheid van incongruente visuele tactiele signalen was langer voor proefpersonen die de taak als moeilijker beschouwden bij het gebruik van de VTF. Verder was de genormaliseerde padlengte aanzienlijk langer voor proefpersonen die de taak als moeilijker beschouwden bij het gebruik van de VTF. Het is van cruciaal belang dat het onderwerp zich niet bewust is van de mogelijkheid van misleidende feedback tijdens het proces.Om dit te garanderen, is de onderkant van de doos bekleed met een zachte sponslaag en het onderwerp draagt om-oortjes om auditieve feedback van het blok vallen en het raken van de houten doos te elimineren. Ook moeten de twee overdrachten met incongruent feedback willekeurig worden gekozen uit de 16 uitgevoerde transfers.

Research

JoVE Journal

Behavior

Irrelevant Stimuli and Action Control: Analyzing the Influence of Ignored Stimuli via the Distractor-Response Binding Paradigm

Irrelevante stimuli en Actie Controle: Het analyseren van de invloed van Genegeerd Stimuli via de Distractor-Response Binding Paradigm

Selection tasks in which simple stimuli (e.g. letters) are presented and a target stimulus has to be selected against one or more distractor stimuli are ...

Applying Stereotactic Injection Technique to Study Genetic Effects on Animal Behaviors

Het toepassen van stereotactische injectie techniek om genetische effecten op Animal Gedrag Studie

Stereotactic injection is a useful technique to deliver high titer lentiviruses to targeted brain areas in mice. Lentiviruses can either overexpress or ...

Force and Position Control in Humans - The Role of Augmented Feedback

Force en Position Control bij mensen - De rol van Augmented feedback

During motor behaviour, humans interact with the environment by for example manipulating objects and this is only possible because sensory feedback is ...

A Method for Manipulating Blood Glucose and Measuring Resulting Changes in Cognitive Accessibility of Target Stimuli

Een methode voor het manipuleren van bloedglucose en Meten daaruit voortvloeiende veranderingen in Cognitive Bereikbaarheid van Target Stimuli

Much research in social psychology has investigated the impact of bodily energy need on cognition and decision-making.  As such, blood glucose, the body's ...

Novel Object Exploration as a Potential Assay for Higher Order Repetitive Behaviors in Mice

Novel Object Exploration als een potentiële test voor hogere orde repetitief gedrag in Muizen

Restricted, repetitive behaviors (RRBs) are a core feature of autism spectrum disorder (ASD) and disrupt the lives of affected individuals.  RRBs are ...

Novel Object Recognition Test for the Investigation of Learning and Memory in Mice

De herkenningstest roman-Object voor het onderzoek naar leren en geheugen in muizen

The object recognition test (ORT) is a commonly used behavioral assay for the investigation of various aspects of learning and memory in mice. The ORT is ...

The (Spatial) Memory Game: Testing the Relationship Between Spatial Language, Object Knowledge, and Spatial Cognition

The Spatial Memory Game: Testing the Relationship Between Spatial Language, Object Knowledge, and Spatial Cognition

De (ruimtelijke) Memory spel: Testen van de relatie tussen ruimtelijke taal, kennis van het Object en ruimtelijke cognitie

The memory game paradigm is a behavioral procedure to explore the relationship between language, spatial memory, and object knowledge. Using two different ...

Control of Eating Behavior Using a Novel Feedback System

Controle van het eten van gedrag met behulp van een roman feedbacksysteem

Subjects eat food from a plate that sits on a scale connected to a computer that records the weight loss of the plate during the meal and makes up a curve ...

Novel Object Recognition and Object Location Behavioral Testing in Mice on a Budget

Roman Objectherkenning en Object locatie gedrags testen in muizen op een begroting

Ethologically relevant behavioral testing is a critical component of any study that uses mouse models to study the cognitive effects of various ...

A Vibrotactile Feedback Device for Seated Balance Assessment and Training

Een Vibrotactile Feedback apparaat voor zittende evenwicht beoordeling en opleiding

Postural perturbations, motion tracking, and sensory feedback are modern techniques used to challenge, assess, and train upright sitting, respectively. ...