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Louise Kirsch
Author with expertise in Tactile Perception and Cross-modal Plasticity
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Affective Touch Dimensions: From Sensitivity to Metacognition

Mariana Mohr et al.Jun 13, 2019
Abstract Touch can give rise to different sensations including sensory, emotional and social aspects. Tactile pleasure typically associated with caress-like skin stroking of slow velocities (1-10 cm/s) has been hypothesised to relate to an unmyelinated, slow-conducting C-tactile afferent system (CT system), developed to distinguish affective touch from the ‘‘noise’’ of other tactile information on hairy skin (the so-called ‘social touch hypothesis’). However, to date, there is no psychometric examination of the discriminative and metacognitive processes that contribute to accurate awareness of pleasant touch stimuli. Over two studies (total N= 194), we combined for the first time CT stimulation with signal detection theory and metacognitive measurements to assess the social touch hypothesis on the role of the CT system in affective touch discrimination. Participants’ ability to accurately discriminate pleasantness of tactile stimuli of different velocities, as well as their response bias, was assessed using a force-choice task (high versus low pleasantness response) on two different skin sites: forearm (CT-skin) and palm (non-CT skin). We also examined whether such detection accuracy was related to the confidence in their decision (metacognitive sensitivity). Consistently with the social touch hypothesis, we found higher sensitivity d’ on the forearm versus the palm, indicating that people are better at discriminating between stimuli of high and low tactile pleasantness on a skin site that contains CT afferents. Strikingly, we also found more negative response bias on the forearm versus the palm, indicating a tendency to experience all stimuli on CT-skin as ‘high-pleasant’, with such effects depending on order, likely to be explained by prior touch exposure. Finally, we found that people have greater confidence in their ability to discriminate between affective touch stimuli on CT innervated skin than on non-CT skin, possibly relating to the domain specificity of CT touch hence suggesting a domain-specific, metacognitive hypothesis that can be explored in future studies as an extension of the social touch hypothesis. Highlights Touch mediated by C-tactile (CT) afferents on hairy skin elicits pleasant sensations We combine for the first time CT stimulation with signal detection theory Better accuracy to detect pleasantness of tactile stimuli at CT optimal speeds on CT skin Higher confidence in ability to accurately distinguish affective touch on CT skin
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Harnessing Tactile Waves to Measure Skin-to-Skin Interactions

Louise Kirsch et al.May 22, 2020
Abstract Skin-to-skin touch is an essential form of tactile interaction, yet, there is no known method to quantify how we touch our own skin or someone else’s skin. Skin-to-skin touch is particularly challenging to measure objectively since interposing an instrumented sheet, no matter how thin and flexible, between the interacting skins is not an option. To fill this gap, we explored a technique that takes advantage of the propagation of vibrations from the locus of touch to pick up a signal remotely that contains information about skin-to-skin tactile interactions. These “tactile waves” were measured by an accelerometer sensor placed on the touching finger. Tactile tonicity and speed had a direct influence on measured signal power when the target of touch was the self or another person. The measurements were insensitive to changes in the location of the sensor relative to the target. Our study suggests that this method has potential for probing behaviour during skin-to-skin tactile interactions and could be a valuable technique to study social touch, self-touch, and motor-control. The method is non-invasive, easy to commission, inexpensive, and robust.
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Vestibular modulation of multisensory integration during actual and vicarious tactile stimulation

Sonia Ponzo et al.Mar 14, 2019
Background: The vestibular system has been shown to contribute to multisensory integration by balancing conflictual sensory information. It remains unclear whether such modulation of exteroceptive (e.g. vision), proprioceptive and interoceptive (e.g. affective touch) sensory sources is influenced by epistemically different aspects of tactile stimulation (i.e. felt from within vs seen, vicarious touch). Objective: We aimed to i) replicate previous findings regarding the effects of galvanic stimulation of the right vestibular network (i.e. LGVS) in multisensory integration and ii) examine vestibular contributions to multisensory integration when touch is felt but not seen (and vice-versa). Method: During artificial vestibular stimulation (LGVS, RGVS and Sham), healthy participants (N=36, Experiment 1; N=37, Experiment 2) looked at a rubber hand while either their own unseen hand or the rubber hand were touched by affective or neutral touch. Results: We found that i) LGVS led to enhancement of vision over proprioception during visual only conditions (replicating our previous findings), and ii) LGVS (vs Sham) favoured proprioception over vision when touch was felt (Experiment 1), with the opposite results when touch was vicariously perceived via vision (Experiment 2), and with no difference between affective and neutral touch. Conclusions: We showed how vestibular signals modulate the weight of each sensory modality according to the context in which they are perceived and that such modulation extends to different aspects of tactile stimulation: felt and seen touch are differentially balanced in multisensory integration according to their epistemic relevance.
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The Emotional Glue of the Senses: Affective Certainty and Congruency in the Rubber Hand Illusion

Maria Filippetti et al.Aug 27, 2018
Our sense of body ownership relies on integrating different sensations according to their temporal and spatial congruency. Nevertheless, there is ongoing controversy about the role of affective congruency during multisensory integration, i.e. whether the stimuli to be perceived by the different sensory channels are congruent or incongruent in terms of their affective quality. In the present study, we applied a widely used multisensory integration paradigm, the Rubber Hand Illusion, to investigate the role of affective, top-down aspects of sensory congruency between visual and tactile modalities in the sense of body ownership. In Experiment 1 (N = 36), we touched participants with either soft or rough fabrics in their unseen hand, while they watched a rubber hand been touched synchronously with the same fabric or with a "hidden" fabric of "uncertain roughness". In Experiment 2 (N = 50), we used the same paradigm as in Experiment 1, but replaced the "uncertainty" condition with an "incongruent" one, in which participants saw the rubber hand being touched with a fabric of incongruent roughness and hence opposite valence. We found that certainty (Experiment 1) and congruency (Experiment 2) between the felt and vicariously perceived tactile affectivity led to higher subjective embodiment compared to uncertainty and incongruency, respectively, irrespective of any valence effect. Our results suggest that congruency in the affective top-down aspects of sensory stimulation is important to the multisensory integration process leading to embodiment, over and above temporal and spatial properties.
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Welcoming back my arm: Affective touch increases body ownership following right hemisphere stroke

Paul Jenkinson et al.Nov 22, 2019
Right hemisphere stroke can impair the ability to recognise one's contralesional body parts as belonging to one's self. The study of this so-called 'disturbed sense of limb ownership' (DSO) can provide unique insights into the neurocognitive mechanisms of body ownership. Here, we address a hypothesis built upon experimental studies on body ownership in healthy volunteers. These studies have shown that affective (pleasant) touch, an interoceptive modality associated with unmyelinated, slow-conducting C tactile afferents, has a unique role in the sense of body ownership. Here we systematically investigated whether affective touch stimulation could increase body ownership in patients with DSO following right hemisphere stroke. An initial feasibility study in 16 adult, acute stroke patients enabled us to optimise and calibrate an affective touch protocol to be administered by the bedside. The main experiment, conducted with a different sample of 26 right hemisphere patients, assessed changes in limb ownership elicited following self- (patient) versus other- (experimenter) generated tactile stimulation, using a velocity known to optimally activate C-tactile fibres (i.e. 3cm/s), and a second velocity that is suboptimal for C-tactile activation (i.e. 18cm/s). We further examined the specificity and mechanism of observed changes in limb ownership in secondary analyses looking at (1) the influence of perceived intensity and pleasantness of touch, (2) touch laterality, and (3) level of DSO on ownership change, as well as (4) changes in unilateral neglect arising from touch. Findings indicated a significant increase in limb ownership following experimenter-administered, CT-optimal touch. Voxel-based Lesion-Symptom Mapping (VLSM) identified damage to the right insula and, more substantially, the right corpus callosum, associated with a failure to increase body ownership following experimenter-administered, affective touch. Our findings suggest that affective touch can increase the sense of body-part ownership following right hemisphere stroke, potentially due to its unique role in the multisensory integration processes that underlie the sense of body ownership.