Name: applying incongruent visual-tactile stimuli during object transfer with vibro-tactile feedback
Uploaded: 2019-05-23T14:30:00
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Este estudo não foi financiado.

O seguinte protocolo segue as diretrizes do Comitê de ética em pesquisa humana da Universidade. Consulte a tabela de materiais para referência aos produtos comerciais.
Nota: após receber a aprovação do Comitê de ética universitária, foram recrutados 20 indivíduos saudáveis (7 homens e 13 fêmeas, média e desvio padrão [DP] de idade 30,2 ± 16,3 anos). Cada sujeito leu e assinou um pré-julgamento do termo de consentimento livre e esclarecido. Os critérios de incl...

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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>

Neste estudo, foi apresentado um protocolo que quantifica o efeito da adição de VTF na cinemática de transferência de objeto na presença de estímulos visuais-táteis incongruentes. Ao melhor de nosso conhecimento, este é o único protocolo disponível para testar o efeito de VTF na resposta aos estímulos Visual-táteis incongruente. As várias etapas críticas envolvidas na aplicação de estímulos visuais-táteis incongruentes durante a transferência de objetos com VTF incluem o seguinte: anexando o sistema VT...

As ilusões são a exploração das limitações de nossos sentidos, pois percebemos erroneamente informações que se desviam da realidade objetiva. Nossa inferência perceptivo é baseada em nossa experiência em interpretar dados sensoriais e no cálculo de nosso cérebro da estimativa mais confiável da realidade na presença de entrada sensorial ambígua1.
Uma subcategoria na pesquisa de ilusões é aquele que combina sinais sensoriais incongruentes. A ilusão que resulta de sinais sensoriais incongruentes origina-se da constante integração multissensorial realizada pelo nosso cérebro. Quando há uns estudos numerosos a respeito do incongruência em sinais Visual-auditivos, o incongruência em outros pares sensoriais é relatado menos. Esta diferença no número de relatórios pôde ser atribuída à simplicidade mais elevada em projetar uma instalação que incorpore o incongruence Visual-auditivo. No entanto, estudos que relatam resultados relacionados a outras modalidades de pares sensoriais, são interessantes. Por exemplo, o efeito de sinais visuais-hápticos incongruentes na sensibilidade visual2 foi estudado utilizando um sistema onde os estímulos visuais e hápticos foram pareados em frequência espacial; no entanto, a orientação tátil e Visual foi idêntica (congruente) ou ortogonal (incongruente). Em outro estudo, o efeito de estímulos de movimento Visual-tátil incongruentes na direção Visual percebida do movimento foi investigado usando um estimulador de integração intermodal Visual-tátil com um painel iluminado que apresenta estímulos visuais e um tátil estimulador que apresenta estímulos de movimento tátil com direção de movimento arbitrária, velocidade e profundidade de recuo na pele3. Sugeriu-se que representemos internamente tanto a distribuição estatística da tarefa quanto nossa incerteza sensorial, combinando-as de forma consistente com um processo Bayesiano de otimização de desempenho4.
A realidade virtual fêz a habilidade de enganar o gabarito visual ao assunto uma tarefa fácil. Vários estudos utilizaram a realidade virtual multissensorial para desalinhar a informação visual e somatossensorial. Por exemplo, a realidade virtual foi usada recentemente para induzir a personificação no corpo de uma criança, com ou sem a ativação de uma distorção de voz criança-como5. Em um outro exemplo, a apresentação visual da distância de passeio durante o Self-Motion foi prolongada e foi conseqüentemente incongruente com a distância do curso sentida por pistas corpo-baseadas6. Uma configuração de realidade virtual semelhante foi projetada para uma atividade de ciclismo7. Toda a literatura acima mencionada, entretanto, não combinou uma interferência a um dos sentidos, além do que o sinal incongruente. Escolhemos o sentido tátil para receber tal perturbação.
Nosso sistema sensorial tátil fornece evidências diretas sobre se um objeto está sendo apreendido. Esperamos, portanto, que quando o feedback visual direto é distorcido ou indisponível, o papel do sistema sensorial tátil em tarefas de manipulação de objetos será proeminente. No entanto, o que aconteceria se o canal sensorial tátil também foi perturbado? Este é um resultado possível de usar o gabarito vibrotátil (VTF) para o aumento sensorial, porque captura a atenção do indivíduo8. Hoje, o gabarito aumentado de modalidades diferentes é usado como uma ferramenta externa, significada realçar nosso gabarito sensorial interno e melhorar o desempenho durante a aprendizagem do motor, no esporte e em ajustes da reabilitação9.
O estudo de estímulos visuais-táteis incongruentes pode aprimorar nosso entendimento quanto à percepção da entrada sensorial. Particularmente, a quantificação do valor aditivo ou redutivo de VTF durante a função motora que envolve estímulos visuais-táteis incongruentes, pode auxiliar no futuro design de próteses, desgaste esportivo inteligente ou qualquer outro vestuário que incorpore VTF. Uma vez que os amputados são privados de estímulos táteis no aspecto distal de seu resíduo, seu uso diário do VTF, incorporado na prótese para transmitir conhecimento de apreensão, por exemplo, pode influenciar como eles percebem o feedback visual. A compreensão do mecanismo da percepção estas circunstâncias, permitirá que os coordenadores aperfeiçoem modalidades de VTF para reduzir o efeito negativo em usuários de VTF.
Nós visamos testar o efeito de VTF na resposta aos estímulos Visual-táteis incongruente. Na configuração apresentada, o feedback tátil é adquirido agarrando um bloco e movendo-o através de uma partição; o feedback visual é uma apresentação virtual em tempo real do bloco móvel e da partição (adquirida usando um sistema de captura de movimento). Uma vez que o assunto é impedido de ver o movimento real da mão, o único feedback visual é o virtual. O feedback congruente é a apresentação confiável do movimento do bloco, de modo que o sujeito sente que o bloco é apreendido e vê-lo mover-se junto com o caminho da mão. O feedback incongruente aparece como o movimento do bloco desvia do caminho do movimento real, de modo que parece cair da mão quando ele é realmente ainda mantido pelo assunto, contrariando assim o feedback tátil. Três hipóteses foram testadas: ao mover um objeto de um lugar para outro usando feedback visual virtual, (i) o caminho e a duração do movimento de transferência do objeto aumentarão quando forem apresentados estímulos visuais-táteis incongruentes, (II) essa mudança será aumento quando o estímulo visual-tátil incongruente é apresentado e o VTF é ativado no braço movente, e (III) uma correlação positiva será encontrada entre o nível de dificuldade percebido de executar a tarefa com o VTF ativado e o trajeto e a duração do movimento de transferência do objeto. A primeira hipótese origina da literatura acima mencionada que relata que as várias modalidades do gabarito incongruente afetam nossas respostas. A segunda hipótese relaciona-se com os achados anteriores que a VTF capta a atenção do indivíduo. Para a terceira hipótese, assumimos que os sujeitos que foram mais perturbados pelo VTF, confiarão no feedback visual virtual mais do que seu sentido tátil.

<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

A aplicação de sinais sensoriais incongruentes que envolvem feedback tátil interrompido raramente é explorada, especificamente com a presença de feedback vibrotátil (VTF). Este protocolo visa testar o efeito da VTF na resposta a estímulos visuais-táteis incongruentes. O feedback tátil é adquirido agarrando um bloco e movendo-o através de uma partição. O feedback visual é uma apresentação virtual em tempo real do bloco em movimento, adquirida usando um sistema de captura de movimento. O feedback congruente é a apresentação confiável do movimento do bloco, de modo que o sujeito sente que o bloco é apreendido e vê-lo mover-se junto com o caminho da mão. O feedback incongruente aparece como o movimento do bloco desvia do caminho do movimento real, de modo que parece cair da mão quando ele é realmente ainda mantido pelo assunto, contrariando assim o feedback tátil. Vinte indivíduos (idade 30,2 ± 16,3) repetiram 16 transferências do bloco, quando sua mão foi escondida. Estes foram repetidos com VTF e sem VTF (total de 32 transferências do bloco). Os estímulos incongruentes foram apresentados aleatoriamente duas vezes dentro das 16 repetições em cada condição (com e sem VTF). Cada sujeito foi solicitado a classificar o nível de dificuldade de realizar a tarefa com e sem o VTF. Não houve diferença estatisticamente significante no comprimento dos trajetos e durações das mãos entre as transferências registradas com sinais congruentes e incongruentes visuais-táteis – com e sem o VTF. O nível de dificuldade percebido de executar a tarefa com o VTF correlacionou-se significativamente com o comprimento de trajeto normalizado do bloco com VTF (r = 0,675, p = 0, 2). Esta configuração é usada para quantificar o valor aditivo ou redutivo de VTF durante a função motora que envolve estímulos visuais-táteis incongruentes. As aplicações possíveis são projeto dos próteses, esporte-desgaste esperto, ou todos os outros vestuários que incorporam vtf.

Utilizamos a técnica descrita para testar as três hipóteses que ao mover um objeto de um lugar para outro usando o feedback visual virtual: (i) o caminho e a duração do movimento de transferência do objeto aumentará quando estímulos visuais-táteis incongruentes forem apresentadas nesta (II) esta mudança aumentará quando o estímulo visual-tátil incongruente é apresentado e o VTF é ativado no braço movente; e (III) uma correlação positiva será encontrada entre o nível de dificuldade percebido de executa...

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

Aplicando estímulos visuais-táteis incongruentes durante a transferência de objetos com feedback Vibro-tátil

Nós apresentamos um protocolo para aplicar estímulos Visual-táteis incongruentes durante uma tarefa de transferência do objeto. Especificamente, durante as transferências de bloco, executadas enquanto a mão está oculta, uma apresentação virtual do bloco mostra ocorrências aleatórias de gotas de bloco falso. O protocolo também descreve a adição de feedback vibrotátil durante a execução da tarefa motora.

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

O protocolo testa o efeito do feedback vibro-tátil na resposta a estímulos visuais-táteis incongruentes. Um sistema de captura de movimento calcula as coordenadas 3D de um bloco transferido através de uma partição. Assim, a análise do tempo de movimento e do caminho do bloco em cada repetição pode ser realizada de forma eficiente e precisamente no final do ensaio.A reação do sujeito aos estímulos visuais-táteis incongruentes na presença de feedback vibro-tátil pode ser facilmente quantificada. A quantificação da contribuição positiva ou negativa do feedback vibro-tátil durante a função motora que envolve estímulos visuais-táteis incongruentes pode auxiliar no design futuro de próteses operatórias, hápticos e ferramentas cirúrgicas, roupas esportivas inteligentes ou quaisquer outras peças de vestuário que incorporem feedback vibro-tátil. Qualquer sistema de captura de movimento e sistema de feedback vibro-tátil pode ser usado para replicar nosso protocolo.Comece obtendo uma caixa de madeira com uma partição de 15,2 centímetros de altura no centro. Coloque uma camada de esponja macia em ambos os lados da partição. Em seguida, coloque seis marcadores reflexivos passivos no aspecto oposto à tela nos quatro cantos e em ambas as extremidades da partição.Use uma impressora 3D para fabricar um cubo com as dimensões de 2,5 centímetros por 2,5 centímetros por 2,5 centímetros ligado a uma base com as dimensões de 4,5 centímetros por 4,5 centímetros por um centímetro. Em seguida, coloque uma tela grande, de aproximadamente 1,5 metros, em frente a uma mesa e coloque a caixa sobre a mesa, a 10 centímetros da borda oposta à tela. Finalmente, use um sistema de captura de movimento de seis câmeras ativado a 100 hertz para visualizar a partição e o movimento do bloco em tempo real.Calibrar o sistema de captura de movimento com uma varinha instrumentada para que o bloco e a partição da caixa sejam reconhecidos como corpos rígidos. Em seguida, coloque a caixa sobre a mesa 10 centímetros da borda oposta à tela. Primeiro, instrua o sujeito a remover quaisquer relógios, pulseiras e anéis.Conecte o controlador do sistema VTF ao antebraço. Em seguida, conecte dois sensores de força finos e flexíveis ao aspecto palmar do polegar e dedos indicadores sobre uma camada fina e esponjosa. Coloque uma braçadeira na pele do braço superior do sujeito e certifique-se de que ela fique confortavelmente.Pressione o botão para ativar a bateria ligada ao controlador. E então peça ao sujeito para pressionar o polegar e os dedos indicadores juntos levemente. Instrua o sujeito a treinar por 10 minutos para agarrar o bloco o mais levemente possível, usando apenas os dois dedos instrumentados.Mande-os levantar o bloco, movê-lo e colocá-lo de volta na mesa várias vezes, tentando aplicar uma quantidade mínima de força no bloco. Em seguida, instrua o sujeito a ficar perto da mesa onde a caixa e a partição são colocadas. Coloque um divisor na borda da mesa perto do sujeito e acima da caixa para que o sujeito não possa ver a caixa, mas possa facilmente ver a tela na frente dele ou dela.Em seguida, coloque o bloco no meio do compartimento direito da caixa e guie a mão do sujeito a ele. Inicie o software controlando as câmeras do sistema de captura de movimento. No painel de controle do software de feedback visual, selecione com/sem VTF, digite o código do assunto, clique em executar, conectar, abrir e iniciar.Instrua o sujeito a transferir o bloco 16 vezes com os sensores de força instrumentados à mão, enquanto visualiza o movimento do bloco virtual na tela. Após cada transferência, mova o bloco de volta através da partição para o local de partida. Após o assunto completar todas as 16 repetições, clique em parar no software.Por fim, peça ao sujeito que avalie o nível de dificuldade de realizar a tarefa de transferir o bloco 16 vezes duas vezes, com e sem o VTF, de acordo com a escala a seguir. Zero não é difícil, um é um pouco difícil, dois é moderadamente difícil, três é muito difícil, e quatro é extremamente difícil. Os resultados indicaram que o nível de dificuldade percebido de zero a quatro de realizar a tarefa com o VTF correlacionava significativamente com o comprimento do caminho normalizado do bloco com VTF.O comprimento do caminho normalizado na presença de sinais visuais-táteis incongruentes foi mais longo para os sujeitos que perceberam a tarefa como mais difícil ao usar o VTF. Além disso, o comprimento do caminho normalizado foi significativamente maior para os sujeitos que perceberam a tarefa como mais difícil ao usar o VTF. É fundamental que o sujeito não esteja ciente da possibilidade de comentários enganosos durante o julgamento.Para garantir isso, a parte inferior da caixa é forrada com uma camada de esponja macia e o sujeito usa fones de ouvido circun-auriculares para eliminar o feedback auditivo do bloco caindo e batendo na caixa de madeira. Além disso, as duas transferências com feedback incongruente devem ser escolhidas aleatoriamente das 16 transferências realizadas.

Research

JoVE Journal

Behavior

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

Estímulos irrelevantes e Controle Ação: analisar a influência da Ignorado estímulos através do distrator-Resposta Encadernação 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 ...

Comportamento

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Aplicando a técnica de injecção estereotáxica para estudar os efeitos genéticos sobre os comportamentos animais

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

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