Interacciones auditivas, visuales y táctiles durante el toque activo y dinámico (INTOUCH)

Este estudio, titulado "InTOUCH: Interacciones auditivas, visuales y táctiles durante el toque activo y dinámico" se lleva a cabo en el marco general de un proyecto europeo de múltiples socios (Marie Curie Initial Training Network MULTITOUCH, titulado "Multimodal haptic with touch devices"). . El proyecto MULTITOUCH tiene como objetivo capacitar a investigadores en el campo de la háptica y adquirir conocimientos científicos sobre cómo la retroalimentación táctil se puede integrar con la retroalimentación auditiva y táctil en las interfaces humano-computadora (HCI).

Para ello, el estudio ''InTOUCH'' utilizará la psicofísica y la electroencefalografía (EEG) no invasiva en sujetos humanos sanos para caracterizar cómo el cerebro integra la información táctil con la información auditiva y visual durante el contacto activo.

Si bien se ha trabajado mucho para investigar la somatosensación, tanto a nivel perceptivo como neural, los estudios que investigan el tacto desde una perspectiva más naturalista, teniendo en cuenta su naturaleza de proceso de exploración activo y dinámico, son limitados. Además, los mecanismos neuronales que subyacen a la integración de la información táctil y visual/auditiva en condiciones de exploración táctil activa siguen siendo en gran parte desconocidos.

El estudio ''InTOUCH'' investigará, en condiciones de toque dinámico activo (por ejemplo, la exploración táctil activa de una pantalla) y toque pasivo, las interacciones multisensoriales entre estímulos táctiles, auditivos y visuales usando psicofísica, y explotará enfoques basados ​​en EEG. para aislar y caracterizar la actividad cortical relacionada con el procesamiento de (1) información somatosensorial producida por las interacciones mecánicas entre la yema del dedo en contacto y las pantallas táctiles, (2) información somatosensorial producida por un estimulador háptico ultrasónico en el aire que permite estimular los mecanorreceptores del mano y (3) estimulación auditiva y visual concurrente. Los estimuladores táctiles convencionales utilizados en la investigación somatosensorial se basan en la vibración de la superficie. Para entregar estímulos táctiles en condiciones de toque dinámico activo, se utilizarán pantallas táctiles basadas en fricción controlada. Los dispositivos de fricción controlada funcionan mediante la modulación activa de los efectos de fricción entre un dedo y una superficie. Las vibraciones diminutas e imperceptibles de la placa a frecuencias ultrasónicas a través de la activación piezoeléctrica inducen una película comprimible que reduce la fricción entre la punta del dedo y la pantalla. Las modulaciones transitorias de fricción mientras el dedo se desliza sobre la pantalla pueden generar sensaciones táctiles, incluidas las sensaciones de deslizar el dedo contra un borde o una textura. Otro enfoque novedoso para activar los mecanorreceptores de la piel en condiciones de tacto activo son los altavoces ultrasónicos en el aire organizados en una matriz para emitir ondas de ultrasonido sobre la piel para crear sensaciones de tacto en la palma de la mano. Dichos dispositivos están disponibles comercialmente y se utilizan para configuraciones de realidad virtual (p. Ultrahaptics Stratos Explore; https://www.ultraleap.com/haptics/).

Una ventaja importante de tales estímulos es que pueden generar sensaciones táctiles naturales pero controladas durante la exploración libre con las manos. Debido a que la temporización de los estímulos se controla experimentalmente, el EEG se puede utilizar para muestrear, de forma no invasiva, la actividad cortical provocada por los estímulos mecánicos en diversas condiciones de contacto activo y pasivo. Específicamente, se explotarán dos enfoques de EEG: el registro de potenciales cerebrales evocados sensoriales transitorios (SEP) y el registro de potenciales evocados de estado estacionario (SS-EP). A diferencia de los SEP transitorios convencionales que reflejan una respuesta cortical fásica provocada por la aparición de un estímulo breve, los SS-EP reflejan una respuesta cortical sostenida inducida por la repetición periódica de larga duración de un estímulo sensorial, que se cree que es el resultado de un arrastre de poblaciones neuronales que responden a la característica de modulación periódica del estímulo. Se espera que los SS-EP ofrezcan un medio único para aislar la actividad cortical sostenida inducida por la presentación sostenida de un estímulo sensorial, y cómo esta actividad es modulada por estímulos auditivos y/o táctiles concurrentes. El análisis de dominio de frecuencia de la actividad EEG provocada por tales estímulos es particularmente adecuado para investigar la dinámica temporal que subyace a la representación cortical del tacto activo sostenido. Además, en comparación con otros enfoques no invasivos para tomar muestras de la actividad cerebral, la investigación de la función cerebral mediante SS-EP ofrece varias ventajas. En primer lugar, los SS-EP exhiben una alta relación señal/ruido. En segundo lugar, los SS-EP permiten aislar la actividad neuronal relacionada específicamente con cada uno de varios flujos de estímulos sensoriales aplicados simultáneamente para estudiar los procesos involucrados en la integración multisensorial.