Interações auditivas, visuais e táteis durante o toque ativo e dinâmico (INTOUCH)

Este estudo, intitulado "InTOUCH: interações auditivas, visuais e táteis durante o toque ativo e dinâmico" é conduzido no âmbito de um projeto europeu multiparceiro (Marie Curie Initial Training Network MULTIOUCH, intitulado "Multimodal haptic with touch devices") . O projeto MULTIOUCH visa formar pesquisadores na área de háptica e obter conhecimento científico sobre como o feedback tátil pode ser integrado ao feedback auditivo e tátil em interfaces humano-computador (HCIs).

Para esse propósito, o estudo ''InTOUCH'' usará psicofísica e eletroencefalografia (EEG) não invasiva em seres humanos saudáveis ​​para caracterizar como o cérebro integra informações táteis com informações auditivas e visuais durante o toque ativo.

Embora muito trabalho tenha sido feito para investigar a somatosensação, tanto no nível perceptivo quanto neural, os estudos que investigam o toque de uma visão mais naturalista, levando em consideração sua natureza de um processo de exploração ativo e dinâmico, são limitados. Além disso, os mecanismos neurais subjacentes à integração de informações táteis e visuais/auditivas sob condições de exploração tátil ativa permanecem amplamente desconhecidos.

O estudo ''InTOUCH'' investigará, em condições de toque dinâmico ativo (por exemplo, a exploração tátil ativa de uma tela) e toque passivo, as interações multissensoriais entre estímulos táteis, auditivos e visuais usando psicofísica e explorando abordagens baseadas em EEG isolar e caracterizar a atividade cortical relacionada ao processamento de (1) entrada somatossensorial produzida pelas interações mecânicas entre a almofada do dedo em contato e exibições táteis, (2) entrada somatossensorial produzida por um estimulador háptico ultrassônico no ar que permite estimular mecanorreceptores do mão e (3) estimulação auditiva e visual simultânea. Os estimuladores táteis convencionais usados ​​na pesquisa somatossensorial dependem da vibração da superfície. Para fornecer estímulos táteis em condições de toque dinâmico ativo, serão usadas exibições táteis baseadas em fricção controlada. Dispositivos de fricção controlada operam por modulação ativa dos efeitos de fricção entre um dedo e uma superfície. Vibrações mínimas e imperceptíveis da placa em frequências ultrassônicas por meio de atuação piezoelétrica induzem um filme de compressão que reduz o atrito entre a ponta do dedo e a tela. Modulações transitórias de fricção enquanto o dedo está deslizando na tela podem gerar sensações táteis, incluindo as sensações de deslizar o dedo contra uma borda ou textura. Outra nova abordagem para ativar os mecanorreceptores da pele em condições de toque ativo são alto-falantes ultrassônicos organizados em uma matriz para emitir ondas ultrassônicas na pele para criar sensações de toque na palma da mão. Esses dispositivos estão disponíveis comercialmente e são usados ​​para configurações de realidade virtual (por exemplo, Ultrahaptics Stratos Explore; https://www.ultraleap.com/haptics/).

Uma vantagem importante de tais estímulos é que eles podem gerar sensações táteis naturalistas, mas ainda assim controladas, durante a exploração livre com as mãos. Como o tempo dos estímulos é controlado experimentalmente, o EEG pode ser usado para amostrar, de forma não invasiva, a atividade cortical provocada pelos estímulos mecânicos em várias condições de toque ativo e passivo. Especificamente, duas abordagens de EEG serão exploradas: o registro de potenciais cerebrais evocados sensoriais transitórios (SEPs) e o registro de potenciais evocados de estado estacionário (SS-EPs). Ao contrário dos SEPs transitórios convencionais que refletem uma resposta cortical fásica desencadeada pela ocorrência de um breve estímulo, os SS-EPs refletem uma resposta cortical sustentada induzida pela repetição periódica de longa duração de um estímulo sensorial, pensado para resultar de um arrastamento de populações neuronais respondendo à característica modulada periodicamente do estímulo. Espera-se que os SS-EPs ofereçam um meio único para isolar a atividade cortical sustentada induzida pela apresentação sustentada de um estímulo sensorial e como essa atividade é modulada por estímulos auditivos e/ou táteis simultâneos. A análise do domínio da frequência da atividade EEG provocada por tais estímulos é, portanto, particularmente adequada para investigar a dinâmica temporal subjacente à representação cortical do toque ativo sustentado. Além disso, em comparação com outras abordagens não invasivas para avaliar a atividade cerebral, a investigação da função cerebral usando SS-EPs oferece várias vantagens. Primeiro, os SS-EPs exibem uma alta relação sinal-ruído. Em segundo lugar, os SS-EPs permitem isolar a atividade neural relacionada especificamente a cada um dos vários fluxos de estímulos sensoriais aplicados simultaneamente para estudar os processos envolvidos na integração multissensorial.