Percepción Háptica, Apuntes de Psicología

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PERCEPCION HAPTICA DE OBJETOS Y PATRONES REALZADOS: UNA REVISION Soledad BALLESTEROS Departamento de Psicología B: ica Universidad Nacional de Educación a Distancia La percepción háptica no depende de la visual, como han propuosto algunos investiga- dores sino que suministra importante información sobre ciertas dimensiones de los objetos somo su temperatura, peso, rugosidad, ctc., que no pueden percibirse a través de otras mo- dalidades sensoriales. A través del sentido del tacto activo se puede extraer con rapidez y pre- cisión gran cantidad de información sobre los objetos siempre que esta modalidad se pruebe adecuadamente. La posición secundaria que se ha atribuido al facto se debe precisamente a haber pasado por alto que visión y tacto están especializados en el procesamiento de propie- dades diferemies. Mientras la visión está especializada en la aprehención de sus propiedades estructurales (forma, tamaño) el tacto lo está en la aprehensión de propiedades de la sustancia (dureza, textura), Se señalan algunas aportaciones de Katz, Rávész y Gibson junto a algunas otras más rocientes. ingue entre percepción tactil, kinesiésica y háptica, a la vez que se Se destaca la importan 11 de la mano como sistema experto y sobre todo cl movimiento pro- positivo de Jos dedos cuando realizan ciertos procedimientos exploratorios para captar difo- rentes propiedades de los ohictos. Se defiende la necesidad de realizar más investigación en este campo por la uplicabilidad de sus resultados a la educación y entrenamiento de las per- sonas invidentes y con deficiencias visuales. Palabras clave: Percepción háptica; Memoria háptica: Procedimientos exploratorios; Tacto activo: Tacto pasivo Haptic perception of objects and rised line patterns: A revision, The haptic sy not am inferior and secundary system, dependent on vision, Instead the baptic system is able Lo aprehend important qualicios of the stímulus, While the visual system is good al the perception of properties related to the objects” structure such as its form and size, the haptic system is specialized in the perception of propentics related to the abjects' substance sucb as lis hardness and texture. Á distincion is mado among tactil, kinesthesic and haptic perception, The pioneering work of Katz, Révész and Gibson is highlighted along with recent work in the field ol haptics. The hand in considered as an expert system, specially when exploratory purposive movements aro performed. The need for more reseach in haptic perception and memory is proposed, At tho same time, the possibility of application of e results in the education ol the blind is outlinca. Key words: Haptic perception: Haptis memory; Exploratory procedures; Active Louch, Pasive touch Psicothema, 1993, vol. 5. n* 2, pp. 911-321 ISSN 0214 998 CODEN PSOTEG SOLEDAD BALLESTEROS La importancia de la percepción visual en la interacción con el medio ba contri- buido al desarrollo de la investigación sobre las funciones implicadas en la percepción y representación mental de objetos y patrones presentados visualmente y a considerar al sistema visual como el más importante y primario, y al háptico, como un sistema de procesamiento secundario, subsidiario del visual. No es extraño, por tanto, que el nú- mero de investigaciones sobre el tacto haya sido muy inferior al de la visión. A pesar de esto, el progreso realizado en el tacto du- rante los quince últimos años ha sido muy importante (ver, Heller y Sehift, 1991). La investigación en percepción háptica no es un tema nuevo en Psicología, y mucho menos en Filosofía y otras disciplinas como la Psicofísica o la Psicología Clínica. En la clínica se ha observado desde antiguo la existencia de ilusiones hápticas importantes como resultado de lesión cere- bral. Es el caso del miembro fantasma que después de haber sido amputado el paciente sigue sintiendo dolor en esa parte de su cuerpo (Ballesteros, 1980). En Filosofía destaca la carta de Diderot, aparecida cn 1749, en la que destaca la buena percepción del ciego congénilo y proporciona una ex- plicación de la influencia que tiene la expe- riencía y el aprendizaje en la percepción (ver Heller, 1991). Sin embargo, los verda- deros pioneros por la influencia que sus ideas han ejercido en el estudio actual del tacto han sido Katz, Révész, y más recien temente, Gibson, Estudios actuales sobre la capacidad del sistema háptico para reconocer objetos (Klatzky. Lederman y Metzler, 1985) han mostrado una precisión de cerca del 100% cuundo se trata de percibir haplicamente objetos tridimensionales familiares. Otros estudios actuales han mostrado que la per- cepción háplica permite aprehender otras carácterísticas importantes de los objetos como son la textura, la dureza, rugosidad, 312 forma, tamaño, ect. (Klatzky, Lederman y Metzler,1985; Klatzky, Lederman y Reed, 1987, 1989; Heller, 1989; Lederman y Klutzky, 1990; Millar, 1978, 1986), A la vez que permite procesar información no subministrada por otros sistemas percepti- vos (p.e. la temperatura). Una muestra del interés por el estudio de las verdaderas ca- pacidades del sistema del tacto es la re- ciente publicación de obras como “The Ps chology of Touch” (Heller y Schiff, 1991) y la publicación de la obra de Katz (1925), “The World of Touch” (editado y traducido por Krueger, 1989). En este trabajo se define lo que se en- tiende por percepción háptica, proceso dife- rente y más completo que la percepción tác- til y kinestésica y se consideran las aporta- ciones de tres grandes pioneros en el campo: Katz, Révész y Gibson, Un aspecto de una gran importancia teórica en percep- ción háptica consiste en determinar el papel que desempeña la actividad voluntaria y el movimiento, de aquí que el primer objetivo de este trabajo consista en destacar las pro- picdades y ventajas del tacto activo. Un ob- jetivo no menos importante consiste en poner de manifiesto la capacidad de la mano considerada como “un sistema ex- perto”, especialmente cualificado para pro- cesar numerosas dimensiones estimulares que nos proporcionan importante informa- ción sobre el mundo. Se consideran también ciertos heurísticos, conocidos como movi- mientos exploratorios, destinados a la codi- ficación electiva de las diferentes dimensio- nes del material estimular presentado. La tesis defendida es que existe suficiente apoyo experimental para proponer que per- cepción háptica no es un tipo de percepción secundaria e inferior, subsidaria de la per- cepción visual, sino que se subministra im- portante información sobre el mundo cuando la tarea a realizar resulta adecuada. No se trata aquí la investigación sobre sis- temas de sustitución sensorial cuyo objetivo Psicothema, 1993 SOLEDAD BALLESTEROS precisión del perceptor háptico cuando se trata de discriminar la textura de diferentes superficies siempre que exista un movi- miento de rotación entre la mano y la super- fie a explorar, El tacto activo y propositivo por parte del sujeto representa un canal de información de primer orden que subminis- tra conocimiento preciso sobre la textura y dureza de las diferentes superficies. Katz encontró que cl tacto sobrepasa a la visión a la hora de juzgar el grosor del papel y en la detección de vibraciones. De sus observaciones se desprende que los dedos son más sensibles a las propiedades de la substancia (dureza, textura) que a las propiedades de la forma (forma, tamaño). Estas observaciones han sido comprobadas experimentalmente (p.e. Millar, 1978; Klatzky, Lederman y Reed, 1987) encon trando que la textura y la dureza son atribu- los que resultan más salientes para el sen- tido háptico que para el sentido visual. A partir de estos resultados sc puede concluir que cada sistema perceptivo está más pre- parado para la codificación de delerminad: propiedades de los objetos. Mientras la y sión está preparada para la codificación de la forma y el tamaño de los objetos, el sis- tema háptico está especializado en la codi- ficación de propiedades de la substancia como dureza y textura, Existe además un cierto número de propiedades que constitu- yen el mundo externo que dificilmente se pueden percibir a través de otro sistema perceptivo que no sea el háptico, como es el caso de propiedades como la temperatura, el peso y la dureza de los objetos (Klatzky y Lederman, 1987). Otros estudios que han comparado la visión con el tacto en la per- ccpción de la rugosidad han encontrado que el tacto sobrepasa a la visión en la percep- ción de esta propiedad de la superficie de los objetos (Heller, 1989; Lederman, Thorne y Jones, 1986). Révész (1950), realizó también impor- tantes contribuciones en “Psychology and 314 Art of the Blind”. En esta obra estudió Jas descripciones introspectivas del espacio tactil cn las representaciones artísticas de sujetos ciegos defendiendo que el sistema háptico es independiente del visual y se rige por sus propias leyes a pesar de que parezca que se encuentra dominado por aquel en si- tuaciones en las que ambos sentidos funcio- nan de manera concurrente. Este investiga- dor observó que mientras el sistema visual actúa de manera simultánea, cl háptico tiene que integrar la información que ha ido ad- quiricndo de manera sucesiva lo que supone una limitación importante porque para cap- tar la misma cantidad de información se ne- cesita un tiempo mucho mayor, con la con- siguiente sobrecarga de memoria. La posición de Révész acerca de las cualidades del sistema háptico fue compar- tida por Gibson (1966). quien consideró que las leyes que gobiernan los distintos tipos de percepciones son las mismas, no exis- tiendo reglas específicas de cada modalidad sensorial. Según Gibson, todos los sistemas perceptivos deben extraer la invarianza existente en lá estimulación presente en el ambiente que rodea al individuo. El sistema háptico se ha solido consi- derar como un sistema de segundo nivel, siempre supeditado al sistema visual cuando el mismo objeto es percibido simul- táneamente a través de ambos sentidos. El trabajo de estos tres pioneros ha influido en investigadores actuales que han comenzado a estudiar las posibilidades reales del sis- tema háptico. Sus observaciones y experi- mentos han contribuido 4 poner de mani- fiesto una serie de fenómenos importantes relacionados con las verdaderas capacida- des del sistema háptico, que no son en ab- soluto inferiores a las del sistema visual, Tanto Katz (1925) como Gibson (1962) han defendido la precisión y rapidez del sistema para la percepción del espacio. A través de toda la obra de Katz pueden apreciarse las importantes cualidades apre- Psicothema, 1993 PERCEPCION HAPTICA DE OBJETOS Y PATRONES REALZADOS; UNA REVISION hendidas a través del sentido del tacto y la enorme riqueza del estímulo háplico que puede informar al perceptor sobre objetos, superficies, temperaturas, substancias y eventos, por lo que el tacto debe ocupar un papel importante en el mundo perceptivo. Katz y Gibson, cl primero desde su po- sición fenomenológica, y el segundo, desde la psicología ecológica, han destacado la importancia de los invariantes de orden su- perior en la percepción de los objetos y su carácter global (en tiempo y en espacio), mostrando abiertamente su postura contra- ria al atomismo de su época. La mano es el verdadero órgano del tacto y no los recepto- res estudiados por los psicofisiólogos. Katz criticó la investigación anterior por utilizar estímulos estacionarios que, según él, no eran estímulos apropiados para el sentido del tacto. IMPORTANCIA DEL MOVIMIENTO EN LA EXPLORACION HAPTICA Para comprender el sistema háptico es importante conocer cómo la manipulación de objetos conduce a la percepción de los mis- mos. El papel de la intencionalidad y del movimiento en percepción es un tema sujeto a controversia ya que mientras algunos in- vesligadores defienden que lo importante está en la información, ya sea adquirida de modo activo o pasivo (Magee y Kennedy, 1980), la mayoria destacan la importancia del tacto activo en el procesamienio de la in- formación háptica (Appelle, 1991; Gibson, 1962; Heller, Rogers y Perry, 1939), El tacto activo se considera más como un procedimiento exploratorio que como un. sentido receptivo (Gibson, 1962). Cuando tratamos de obtener información a través del sentido háplico, movemos los dedos con un propósito determinado y realizamos mo- vimientos adecuados a la información que deseamos extraer. Este modo de proceder realza algunas carácterísticas de los estímu- Psicothema, 1993 los ala vez que oscurece otras. Aunque las personas dotadas de visión perciben a tra- vés del lacto activo importantes propieda- des de los objetos, esta forma de percepción es mucho más importante para los inviden- tcs porque al carecer de visión se basan de manera preferente en el tacto para obtener información e interactuar con el medio. A pesar de la importancia de la per- cepción háptica, sólo muy recientemente se ha empezado a considerar la mano y sus componentes, los dedos, como verdaderos órganos receptores. Antes sólo interesaba el estudio de la sensibilidad de la piel apli- cando la estimulación de manera pasiva sobre distintas zonas de la misma al consi- derar los receptores cutáneos como elemen- tos receptores más importantes. En la per- cepción háptica (tacto activo) se combinan la información tactil y Kinestésica para pro- porcionar «l perceplor una información más completa de los objetos de su medio siem- pre que mueva los dedos con un propósito determinado. Por el contrario, en el tacto pasivo los componentes kinestési ausentes, consistiendo la percepción res tante en la pura recepción de estimulación por parte de un perceptor pasivo en una si- tuación estática. Un ejemplo claro de la importancia del tacto activo lo tenemos en cl estudio de Gibson (1962) cuando pidió a los sujetos con los ojos tapados que reconocicran for- mas bidimensionales sencillas de 2,5 cms de diámetro bajo tres condiciones experi- mentales diferentes: (1) tacto pasivo está- tico (las formas se presionaron sobre la palma de la mano que permaneció estática); (2) tacto pasivo secuencial (las formas se movieron bacia un lado y otro mientras se presionaron contra la palma de la mano); y (3) tacto activo (los sujetos exploraron li- bremente las formas). La precisión de las tres condiciones experimentales fue de 49%, 72% y 95%, respectivamente. A la vista de estos resultados, señaló que el tacto 315 PERGEPCION HAPTICA DE OBJETOS Y PATRONES REALZADOS; UNA REVISION debe a que estos estímulos sólo activan una parte del sistema sensorial mientras que cuando perciben objetos tridimensionales entra además en funcionamiento el subsis- lema motor, realzando todavía más el fun- cionamiento del sisteroa sensorial y consi- guiendo niveles superiores de actuación (Ballesteros, Reales y Manga, en prepara- ción). Este razonamiento les lleva a propo- ner que si la mano es capaz de utilizar con éxito sus capacidades motoras para facilitar sus funciones perceptivas y cognitivas, los movimientos de las manos variarán con el tipo de información que deba ser procesada hapticamente, Katz (1925) ya había obser- vado que existían importantes relaciones entre los movimientos manuales y la extrac- ción de ciertas propiedades de los objetos cuando señaló que la percepción de la sua- vidad y la rugosidad de una superficie no podía percibirse cuando la mano descan- saba sobre dicha superficie sino cuando se movía sobre ella. Más recientemente, los psicólogos rusos Zinchenko y Lomoy (1960), interesados en el estudio de las se- mejanzas existentes entre visión y Lacio, han proporcionado una descripción bastante abstracta de la perccpción háptica distin- guido entre micromociones, destinadas a mantener un nivel de estimulación en los receptores, y macromociones, realizadas con el fin de adquirir información sobre los objetos comprendiendo movimientos de orientación del objeto y la manipulación del mismo. En el mismo sentido, Davidson y colaboradores (Davidson, 1972, 1986; Da- vidson y Whitson, 1974) consideran el tacto exploratorio como el mecanismo a través del cual sc seleccionan los atributos de los objetos y se codifican dichos atributos en la memoria del sujeto. La observación de la forma en que los sujetos exploraban hápti- camente en una tarca de percepción de la curvalura mostró que éstos utilizaban cinco estratégias de exploración diferentes (pe- Nizcar, asir, deslizar el dedo por encima, Psicothema, 1993 extender y trazar), existiendo una relación funcional entre la estrategia exploratoria de “asir” y la precisión en los juicios sobre la curvatura. Mediante esta estrategia dos o tros dedos de la mano tocaban simultánea- mente dos o tres puntos de la curva cen- trando la atención háptica en el aspecto del estímulo que especifica el atributo relevante a percibir, a la vez que sirve de función de decodificación al permitir la aprehensión si- multánea de diferentes partes del estímulo. El resto de las estrategias resultaron ser menos efectivas. Estos movimientos exploratorios pro- positivos se han denominado procedimien- tos exploratorios (PE). Los PE no son otra cosa que ciertos patrones de movimientos estereotipados consistentes en ciertas carac- lerísicas fijas y de otras bastante consisten- tes. La Tabla Í, adaptada de Klatzky y Le- derman (1987), muestra las relaciones entre el conocimiento acerca de los dimensiones estimulares a percibir mediante la cxplora- ción háptica y los procedimientos explora- torios (PE) realizados por el sujeto. Los PE que se realizan para extraer in- formación sobre la estructura de los objetos son: (1) “Mantenimiento sin soporte” es cl utilizado para obtener información sobre el peso de un objeto y consiste en levantar el objeto con la mano estirada sin realizar nin- gún intento de rodear el objeto con la mano; (2) “Encerramiento” se wiliza para obtener información sobre la forma global o el vo- lumen del objeto. En este procedimiento la mano contacta simultáneamente con la mayor parte posible del objeto. Paralela- mente puede observarse un esfucrzo por adaptar la mano a la forma del objeto; (3) “Seguimiento del contorno del objeto” que se utiliza para aprehender la forma exacta del objeto y su volumen supone una activi- dad dinámica en todo momento, realizando un movimiento suave que no se repite, Cuando el sujeto termina de explorar un segmento del objeto, se para y cambia de 317 SOLEDAD BALLESTEROS CONOCIMIENTO SOBRE EL OBJETO PROCEDIMIENTO EXPLORATORIO Peoviecades estructuraies >6s9 Volumen ome Tamaño Progiscades ce la suszancia Texura Dureza Termeratra Mantenimiento sir soporte Encexramienta, seg.iriento cel conzomo Encerramiento Seguirierto del contamo Movirwertos alerales Presión Contac:o estático Tabla 1 de Klatzky y Lederman (1990) dirección, Este movimiento no se realiza cuando se trata de explorar superficies ho- mogeneas. Los movimientos exploratorios rela- cionados con la extracción de propiedades relacionadas con la sustancia de los objetos son los siguientes: (1) “Moción lateral” se utiliza para la percepción de la textura de un objeto y se manifiesta mediante movi- mientos de roce entre la yema del dedo y la superficie del objeto. El sujeto suele rozar los dedos deprisa en ambas direcciones ex- plorando únicamente una pequeña superfi- cie del objeto; (2) “Presión” se utiliza para detectar la dureza de un objeto y se realiza aplicando una fuerza sobre un punto con- creto de la superficie mientras cl resto del objeto permanece estable; (3) “Contacto es- tático” se utiliza para conocer la tempera tura de un objeto. En este caso, una mano reposa de mancra pasiva sobre el objeto sin hacer ninguna intención de rodear o adaptar la mano al contorno del objeto. Los PE preferidos por los sujetos du- rante la exploración libre son aquellos que sirven para conseguir información sobre los objetos de una manera óptima, o incluso, son necesarios, para realizar la tarea de comparación con el estímulomuestra. Le- derman y Klatzky (1987) han mostrado además que la forma de proceder en la ex- ploración háptica va del procedimiento más 318 Relaciones entro el conocimiento sobre los objetos y los Procedimientos Exploratorios. Adaptado general al más especializado. Por ejemplo, una forma normal de empozar la explora- ción háptica consiste en empezar ence- rrando el objeto en la mano. La información obtenida de esta manera se puede utilizar para guiar la exploración posterior. Si se ha detectado una dimensión del objeto sa- lente, a continuación se realiza el movi- miento exploratorio más adecuado para aprehender dicha información. En la actualidad estamos estudiando la capacidad del sistema háptico para detectar la simetría de patrones de lincas realzadas y de objetos de madera tridimensionales no familiares (Ballesteros y Reales, 1992; Ba- Nlesteros, Manga y Reales, entregado para publicación) y hemos encontrado que la sensibilidad del sistema es más que mode- rada (d's TDS, alrededor de 1.5) con dife- rentes materiales y tiempos de exploración. El resultado más significativo, sin embargo, es que la precisión del sistema es significa- tivamente superior en la detección de patro- nes asimétricos (80 % correcto) que simé- tricos (60 % correcto) lo que contrasta con la información que tenemos sobre el sis- tema visual (Ballesteros y Cooper, 1992). Esperamos que la instalación en nuestro la- boratorio de una videocamára y un monitor de TV nos permita una recogida minuciosa de los tipos de movimientos manuales rea- lizados durante la percepción de esta pro- Psicothema, 1998 SOLEDAD BALLESTEROS REFERENCIAS Appelle, S. (1991). Haptic perception of form. En M. E, Heller y S Schitt (eds.), The psychology of touch (pp. 169-188). Hillsdate, NJ: Law- rence Erlbaum Associates. Bach y Rita, P. (1972). Brain mechanisms in sensory substitution. New York: Acade- mic Press. Ballesteros, S. (1980). El esquema corporal. Función básica del cuerpo en el desa- rrollo psicomotor y educativo. Madrid: TEA Ediciones. Ballesteros, S. (November, 1991). Haptic per- ception and forms of memory for tridi- mensional objects and bidimensional patterns: A project, Paper presented al the annual meeting of the Tactile Reso- arch Group, San Francisco, California. Ballesteros, S.. y Cooper, L. A. (July, 1992). 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