ABSTRACT
This manuscript investigates the minimum perception thresholds for force and vibration stimuli in a simple movement pattern and using the same haptic device. The model was model derived from the well-known Up-Down Transformed Response Rule varying the force magnitude and the amplitude of vibration feedback. It was demonstrated that the vibration sensitivity was around fifteen times smaller than the force threshold. The results were compared with previous published studies for different tasks, experimental configurations and devices. We concluded that the type of task significantly affects human detection threshold for force and vibration feedback, and should be adapted for the design of a new haptic-based skill transfer system for minimally invasive surgery (MIS) using haptic guidance.
El presente artículo muestra los resultados de una investigación para determinar los umbrales de mínima percepción ante estímulos de fuerzas y vibraciones aplicados durante la realización de un movimiento simple y utilizando el mismo dispositivo háptico. El modelo utilizado se derivó del bien conocido método de Up-Down Transformed Response Rule donde la retroalimentación fue variada en términos de la magnitud de la fuerza y de la amplitud de la vibración. Se demostró que la percepción de vibración fue alrededor de quince veces más pequeña que el umbral de fuerzas y se compararon los resultados con trabajos previos para diferentes tareas, configuraciones experimentales y distintos dispositivos. Se concluyó que el tipo de tarea afecta significativamente el umbral de detección humano tanto para retroalimentaciones de fuerzas como de vibraciones. Además es fundamental considerar estos valores en el diseño de nuevos sistemas de guiado hápticos para el entrenamiento de habilidades requeridas en Cirugías Mínimamente Invasivas (MIS por sus siglas en Ingles).
ABSTRACT
BACKGROUND: Despite repeated demonstrations of asymmetries in several brain functions, the biological bases of such asymmetries have remained obscure. OBJECTIVE: To investigate development of lateralized facial and eye movements evoked by hemispheric stimulation in right-handed and left-handed children. METHOD: Fifty children were tested according to handedness by means of four tests: I. Mono-syllabic non-sense words, II. Tri-syllabic sense words, III. Visual field occlusion by black wall, and presentation of geometric objects to both hands separately, IV. Left eye and the temporal half visual field of the right eye occlusion with special goggles, afterwards asking children to assemble a three-piece puzzle; same tasks were performed contra-laterally. RESULTS: Right-handed children showed higher percentage of eye movements to right side when stimulated by tri-syllabic words, while left-handed children shown higher percentages of eyes movements to left side when stimulated by the same type of words. Left-handed children spent more time in recognizing non-sense mono-syllabic words. Hand laterality correlated with tri-syllabic word recognition performance. Age contributed to laterality development in nearly all cases, except in second test. CONCLUSION: Eye and facial movements were found to be related to left- and right-hand preference and specialization for language development, as well as visual, haptic perception and recognition in an age-dependent fashion in a complex process.
CONTEXTO: A pesar de las repetidas demostraciones de asimetría en varias funciones cerebrales, sus bases biológicas permanecen no bien conocidas aún. OBJECTIVO: Investigamos el desarrollo de la lateralización de los movimientos faciales y oculares provocados por la estimulación hemisférica preferencial en niños diestros y zurdos. MÉTODO: Se examinaron 50 niños que se dividieron de acuerdo a su lateralidad manual, se les aplicaron 4 pruebas: I. Discriminación de palabras mono-silábicas sin-sentido, II. Palabras tri-silábicas con sentido III. Oclusión mono-ocular y discriminación táctil de figuras geométricas por cada mano. IV. Oclusión del ojo izquierdo y de la mitad temporal del campo visual derecho y después contralateralmente solicitando al niño armar un rompecabezas de 3 piezas. RESULTADOS: Los niños diestros mostraron un mayor porcentaje de movimientos oculares hacia la derecha cuando se les estimuló con palabras trisilábicas, mientras los zurdos presentaron más movimientos oculares hacia la izquierda con el mismo tipo de palabras. Los niños zurdos usaron más tiempo para reconocer las palabras monosilábicas sin sentido. La lateralidad correlacionó con la discriminación de palabras trisilábicas. La edad contribuyó significativamente al desarrollo de la lateralidad en todas las pruebas excepto la segunda. CONCLUSIÓN: Se encontró que los movimientos oculares y faciales se relacionan con la preferencia manual derecha-izquierda y con la especialización para el desarrollo del lenguaje, percepción táctil y visual de una manera dependiente de la edad.
