Haptic working memory: performance in interference tasks and span tasks with everyday objects

Abstract

In this work, human haptic working memory is analysed in interference and span tasks, aiming to systematically study memory for touch in natural conditions, and to examine how haptic information is encoded and processed in human memory. The first part of this thesis consists in a literature review of data on haptic perception and haptic memory. Our approach to this review implied a systematisation of the main variables manipulated in tactile and haptic studies, followed by a critical review of studies on memory for touch. The first group of experiments, evaluating the impact of interference tasks in haptic recognition is described in Part II. Participants were required to sequentially touch lists of 50 common (e.g., comb) or uncommon (e.g., plastic onion) everyday objects, either in single task or interference task conditions, and then were asked to perform an immediate incidental haptic recognition memory task, by touching a new list of 50 objects (25 presented and 25 non-presented objects) and to indicate if each object had been touched before. The interference tasks were always performed at encoding and could be haptic (evaluating paper samples), motor (performing a concurrent movement), verbal (evaluating pseudo-word pairs), or visuospatial (evaluating three-dimensional stimuli images). Results showed that participants were able to perform these tasks with a high accuracy rate, either for common or uncommon objects. For common objects, only haptic interference impaired haptic recognition. For uncommon objects, haptic recognition was affected by haptic, verbal and visual interference tasks, but not by motor interference. A final analysis, considering direct comparisons between object types for each interference condition revealed that common objects systematically present higher recognition rates, and are less affected by interference than uncommon objects. Overall, these studies suggest a haptic specificity in working memory, and an object familiarity mediation of the participant’s performance. The third part of this thesis reports a group of exploratory studies on haptic span, recurring to immediate serial recall and reconstruction of order tasks. Considering the relevance of verbal representations for everyday objects, the participant’s performance was studied in single task and articulatory suppression conditions. In immediate serial recall tasks participants were asked to touch lists of common objects (e.g., ball), starting with a list extension of two objects, and going up to ten objects, according to the participant’s performance. Results revealed an haptic span of approximately five items in single task and of four items in articulatory suppression conditions. In reconstruction of order tasks, after the list presentation, all touched objects were available again, and the participants had to order them according to the initial presentation. This task, not implying item identification (naming), allowed a comparison between common and uncommon object’s span. Results showed that similar spans exist for both conditions, with about six items being recalled in single task, and about five items in the articulatory suppression conditions. The present work is a contribute to the field of haptic cognition, specifically haptic memory, by presenting a first attempt to systematically study working memory for touch by adapting classical paradigms in the study of human memory to the haptic sensory modality. Throughout this work, empirical and theoretical topics regarding touch experiments are discussed and future research paths in this field are suggested.

Neste trabalho analisa-se a memória de trabalho háptica em humanos, procurando estudá-la de forma sistemática e em condições naturais, explorando a forma como a informação háptica é codificada e processada na memória humana. A primeira parte desta tese consiste numa revisão da literatura existente nas áreas de percepção e memória táctil e háptica. A abordagem à revisão teórica passou pela sistematização das variáveis centrais nos estudos sobre tacto, seguida de uma revisão crítica do estudo da memória táctil. O primeiro grupo de experiências avalia o impacto de tarefas de interferência no reconhecimento háptico e é descrito na Parte II. Os participantes tocaram sequencialmente uma lista de 50 objectos quotidianos comuns (e.g., pente) ou incomuns (e.g., cebola de plástico), em condições de tarefa simples ou em condições de interferência. De seguida foi-lhes solicitada a realização de uma tarefa de reconhecimento háptico imediata e incidental, tocando uma nova lista de 50 objectos (25 apresentados previamente e 25 não apresentados) e indicando para cada objecto se este havia sido tocado anteriormente. A tarefa de interferência foi realizada durante a fase de codificação dos objectos e poderia ser de natureza háptica (avaliação de amostras de papel), motora (realizar um movimento específico), verbal (avaliação de pseudo-palavras), ou visuo-espacial (avaliação de imagens de estímulos tridimensionais). Os resultados demonstram que os participantes foram capazes de realizar a tarefa de reconhecimento háptico com elevadas taxas de acerto, quer para objectos comuns, quer para objectos incomuns. Para os objectos comuns, apenas a interferência háptica prejudicou o reconhecimento háptico. Para os objectos incomuns, o reconhecimento háptico foi prejudicado pela interferência háptica, verbal e visuo-espacial, mas não pela interferência motora. Uma última análise, comparando directamente o desempenho para objectos comuns e incomuns para cada tipo de interferência, revelou que os objectos comuns produzem sistematicamente melhores taxas de reconhecimento e são menos prejudicados pela interferência do que os objectos incomuns. De uma forma geral, os estudos apresentados na segunda parte deste trabalho sugerem a existência de especificidade háptica na memória de trabalho, assim como um efeito mediador da familiaridade dos estímulos no desempenho dos participantes. A terceira parte desta tese descreve um conjunto de estudos exploratórios sobre tarefas de capacidade de memória háptica, recorrendo a tarefas de evocação serial imediata e a tarefas de ordenação. Considerando a relevância das representações verbais para os objectos quotidianos, os participantes nestes estudos realizaram as tarefas de capacidade em condições de tarefa simples e com supressão articulatória Nas tarefas de evocação serial imediata, os participantes tocaram listas de objectos comuns (e.g., bola), começando a tarefa com listas com a extensão de dois objectos, que podiam ser aumentadas até um máximo de 10 objectos, dependendo do desempenho individual. Os resultados demonstram que a capacidade háptica é de aproximadamente cinco itens em condições de tarefa simples, e de quatro itens em condições de supressão articulatória. Nas tarefas de ordenação, após a apresentação das listas, todos os objectos tocados estão disponíveis para o participante, que deverá ordená-los de acordo com a apresentação inicial. Nesta tarefa, uma vez que não é necessária a identificação dos itens, foi possível comparar o desempenho com objectos comuns e incomuns. Os resultados mostram que o número de itens correctamente ordenados é idêntico para objectos comuns e incomuns e corresponde a aproximadamente seis itens em condições de tarefa simples e a cinco itens em condições de supressão articulatória. Este trabalho apresenta-se como um contributo para o campo da cognição háptica, especificamente da memória háptica, apresentando uma primeira tentativa de estudar sistematicamente a memória para o tacto, adaptando paradigmas clássicos no estudo da memória humana à modalidade sensorial háptica. Ao longo deste trabalho, tópicos empíricos e teóricos acerca das experiências com tacto serão discutidos e serão sugeridos caminhos de investigação futura nesta área.