Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10316/31176
Title: Recognition of 3D SFM defined objects in normal ageing : development trajectory
Authors: Silva, Ana Isabel Rodrigues 
Orientador: Castelo-Branco, Miguel
Keywords: Percepção visual; Reconhecimeto visual de modelos; Envelhecimento
Issue Date: 2011
Abstract: Introduction: In structure-from-motion stimuli (SFM), 3D shape can only be extracted from dot moving patterns by integrating motion cues over time. Although some previous cross sectional studies have studied perception of 3D SFM objects in healthy and patients with neurological disease, less is still known concerning its developmental trajectory and ageing. Objective: In the present study, we studied the developmental trajectory of 3D SFM perception by investigating the effect of duration and 3D depth levels in the ability to recognize 3D SFM objects in distinct age groups. Methods: We developed an experimental paradigm in which participants had to discriminate between 3D SFM objects (faces and chairs) from 3D SFM meaningless objects (scrambled faces and scrambled chairs). The chairs stimuli were used as a control task, at ceiling level of performance, to make sure that subjects understood the task requirements. Stimuli duration was randomly manipulated (100ms, 160ms, 980ms) as well as depth information (flat, intermediate and full depth), resulting in a 4x3x3 design with 10 trials per condition. A total of 71 healthy volunteers were included in three different groups: Children (n=24), Young Adults (n=25) and Old Adults (n=22). Results: Considering the Chair task, as expected from its difficulty level, no significant differences were found between the groups confirming it as a control task ensuring subject´s comprehension. For face stimuli, a 3x3x3 repeated measure ANOVA with within-subject variables Depth (flat, intermediate and full) and Duration (100ms, 160ms and 980ms) and between-subject variable Group (children, young adults and old adults) revealed significant main effects for depth and duration (p<0.001) as well as for group (p<0,05). Post-hoc analyses showed that significant differences occurred between the young and old adults. A similar pattern of results was found regarding scrambled face stimuli with depth and duration 4 effects as well as a group effect. Post-hoc analysis revealed that young adults differed from the other two groups evidencing better performance in identifying 3D meaningless faces. Conclusion: Considering our results, we are able to show that young children at the school age are able to recognize 3D SFM faces achieving adult levels of performance. On the other hand, a deterioration regarding the ability to recognize 3D SFM objects, in older adults group suggest that normal ageing mechanisms lead to a decline in extracting object information from short lived motion and depth cues processed in the visual dorsal stream
Introdução: Nos estímulos structure-from-motion (SFM), a única forma de extrair formas tridimensionais de padrões de pontos em movimento, é a integração de estímulos de profundidade ao longo do tempo. Embora alguns estudos já tenham estudado a percepção visual de objectos tridimensionais em pessoas saudáveis e com patologia neurológica, ainda pouco se sabe acerca do seu normal desenvolvimento e envelhecimento. Objectivo: No presente estudo, centrámo-nos na trajectória de desenvolvimento da percepção visual de objectos tridimensionais em SFM, investigando o efeito da duração e dos diferentes níveis de profundidade tridimensional na capacidade de reconhecimento dos mesmos, em grupos de diferentes faixas etárias. Métodos: Foi desenvolvido um procedimento experimental no qual os participantes tinham que discriminar entre objectos tridimensionais SFM (caras e cadeiras) e os mesmos objectos distorcidos (caras distorcidas e cadeiras distorcidas). O teste de cadeiras foi usado para assegurar o cumprimento dos requisitos de compreensão por parte dos controlos. A duração do estímulo (100 ms, 160 ms e 980 ms) e os diferentes níveis de profundidade (máximo, médio e mínimo) foram manipulados, resultando num design 4x3x3 com 10 repetições por condição. Participaram ao todo 71 participantes, divididos por três diferentes grupos: crianças (n=24), adultos jovens (n=25) e adultos idosos (n=22). Resultados: No teste de cadeiras, como esperado, não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas entre os grupos confirmando a compreensão do teste pelos participantes. Para o teste de caras, usámos o teste estatístico ANOVA com análise da variância estatística para profundidade (mínimo, intermédio e máximo), para duração (100ms, 160 ms e 980 ms) e entre grupos (crianças, adultos jovens e adultos idosos), revelando efeitos significativamente estatísticos para profundidade e duração (p<0.001) e também para o grupo 6 (p<0.05). De seguida a análise Post-hoc revelou diferenças significativas entre adultos jovens e idosos. O mesmo padrão de resultados foi encontrado para o teste de caras distorcidas com efeito de duração, profundidade e grupo. A análise Post-hoc ainda revelou que o grupo adultos jovens diferiu dos outros dois grupos com melhor desempenho na identificação de caras distorcidas tridimensionais. Conclusão: Considerando os nossos resultados, podemos inferir que as crianças de idade escolar são capazes de reconhecer caras tridimensionais em SFM, alcançando níveis adultos de desempenho. Por outro lado, a deterioração na capacidade de reconhecer objectos tridimensionais em SFM no grupo de adultos idosos, sugere que os mecanismos fisiológicos envolvidos no envelhecimento, levam a um declínio na capacidade de extrair informação de curtas pistas de movimento e profundidade pela via dorsal da visão.
Description: Trabalho de projecto de mestrado em Medicina (Neurosciences) apresentado à Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra
URI: http://hdl.handle.net/10316/31176
Rights: openAccess
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