Introduction
masquage tactile est où un stimulus tactile à un endroit sur le corps modifie la perception d'un contact à un autre endroit. Ceci est une technique mise au point par une von Bekesy pour révéler des interactions de localisation, en particulier l'inhibition latérale, entre les zones de la peau qui sont adjacentes à la surface du corps. Alors que le masquage tactile a été largement étudiée au cours des années, la recherche a surtout étudié ipsilatéral tactile masquage en utilisant la stimulation électrique 2, 3, 4 pression, et la stimulation de la vibro-tactile 5, 6. En revanche, peu d'études se sont penchées sur le masquage tactile controlatérale dans lequel les sites de masquage et de sondes peuvent être éloignés. Il a été démontré à long terme des effets de masquage tactiles entre points miroir symétrique sur la main et le bras 5, 7-9, mais ces études ont été largement limitée à regarder les mains et les doigts 7, 10, avec plus de vastes parties de l'ensemble du corps étant largement ignorée. Un but de ces expériences de masquage à long terme est d'indiquer comment les composantes de la représentation du corps dans le cerveau peuvent être liées fonctionnellement. Ici, le phénomène de longue portée tactile masquage est exploré en étudiant comment les vibrations appliquées à un avant-bras pourrait affecter les seuils de sensibilité tactile sur l'avant-bras opposé. Se réfère au seuil de stimulation minimum qui est nécessaire pour détecter un stimulus. On définit ce que l'intensité du stimulus au cours de laquelle on détecte 75% du temps. Nous avons utilisé une technique de masquage tactile, dans lequel la sensibilité tactile (l'inverse du seuil) sur un avant-bras est mesurée en présence d'un stimulus vibrant (le masque) sur une autre partie du corps. Masquage efficace est révélée par une augmentation du seuil de détection à-dire une réduction de la sensibilité. Cette technique peut être utilisée en conjonction avec d'autres manipulations telles que faire varier la position du membre omouvement de r pour explorer leurs effets sur l'efficacité du masquage.
Ici nous avons utilisé des stimuli vibrotactiles que le stimulus de masquage. L'avantage de ceci est que la fréquence, et par conséquent le type de récepteur qui stimule peuvent être contrôlées. La technique pourrait être étendue à regarder la douleur en utilisant des stimuli électriques que la sonde ou d'un masque ou les deux. En outre, un site peut être utilisé comme site de masquage permettant l'investigation des sites d'acupuncture par exemple.
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Protocol
Toutes les expériences ont été approuvés par le conseil York éthique et tous les participants ont signé un formulaire de consentement éclairé. Les expériences ont été effectuées en conformité avec le Traité de Helsinki.
1. stimuli
- Stimulation de détection tactile
- Utilisez un contacteur (1,17 "de diamètre et 0,30" d'épaisseur) pour fournir des stimuli tactiles de 250 Hz vibrations pendant 100 ms. L'utilisation d'un contacteur construite à cet effet fournit une relation linéaire entre la quantité de Voyage et la tension appliquée.
- Contrôler la livraison de stimulus tactile avec une carte son 64 bits.
- Pour enfoncer le contacteur, le traiter comme un haut-parleur. Branchez un amplificateur audio stéréo à un ordinateur Carte son stéréo 64 bits. Branchez le contacteur à l'une des sorties de l'amplificateur (par exemple, le «haut-parleur gauche out '). Connectez le deuxième canal (par exemple, le «haut-parleur droit out ') de l'amplificateur à un haut-parleur régulière afin de fournir des signaux sonores au pairadhérent.
- Dans le code d'ordinateur qui contrôle l'expérience, de générer la forme d'onde qui sera utilisé pour faire vibrer le contacteur (par exemple, une onde sinusoïdale de 250 Hz d'une durée de 100 ms), et l'autre forme d'onde pour le signal acoustique (par exemple, une onde sinusoïdale 3000 Hz avec une durée de 100 ms). Voir l'exemple de code 1 dans le fichier de code supplémentaire.
- Placer chacune de ces deux formes d'onde en un réseau bidimensionnel. Pour l'ensemble de contacteur mettre le signal dans la première dimension et la deuxième dimension mis à zéro. Pour le tableau sonore mettre le signal dans la deuxième dimension et définir le premier à zéro. Jouer le tableau approprié de la carte son à l'endroit approprié dans le programme. Voir l'exemple de code 1 dans le fichier de code supplémentaire pour une démonstration de la façon dont cela est fait.
- Fixez le contacteur à une sangle avec un produit de fixation mécanique à base.
- masquage de stimulation
- Donner l'impulsion de masquage par un moteur électrique, hae-tenu vibrateur (4 cm de diamètre; 83 Hz lorsqu'il est réglé sur "bas").
- Basé sur les domaines où masquage est à tester, sélectionner les sites où le stimulus de masquage doit être appliqué.
2. Installation expérimentale et Design
- Disposer le matériel informatique et sur un bureau, avec une chaise en face d'elle, pour l'expérimentateur.
- Mettre en place une table sur laquelle reposent les participants leur gauche (test) bras. Placez une chaise sur le côté droit de la table. Mettre un montant d'accoudoir à côté de la chaise sur laquelle les participants se reposent de leur droit (bras de masquage) coude. Ajouter un amorti à la table et accoudoir pour le confort.
- Disposer un haut-parleur sur une surface mécaniquement isolé. Disposer pédales (relié aux boutons gauche et droit d'une souris d'ordinateur), de sorte que les pieds des participants se reposent confortablement sur eux (Figure 1).
- Choisissez les paramètres de l'étude, y compris le nombre approprié d'essais requispour obtenir une estimation fiable du seuil (en général, entre 40-50 essais) et le nombre de blocs dans lesquels l'expérience doit être partagée (par exemple, deux blocs de 20-25 essais par condition).
- Faites une liste de l'ordre dans lequel les conditions seront exécutés. Utilisez cette liste pour déterminer où tenir le stimulus de masquage pour chaque bloc.
- Entrez le nombre d'essais directement dans le code de programme d'ordinateur (par exemple, ntrials = 25; Voir le fichier de code supplémentaire). Assurez-vous que chaque bloc est plus de 10 min pour maintenir l'attention.
- Programmer une tâche de détection tactile choix de deux-alternative-forcé 11, dans lequel le stimulus intensité est contrôlée avec un escalier psychophysique procédure psychométrique adaptative bayésienne 12.
- Pour chaque essai, présenter deux intervalles de 1 s, marquée par trois bips (5 kHz, 3 kHz et 5 kHz, durée 100 ms), avec le stimulus tactile présenté au milieu de l'un des intervalles. Avoir le participant indicate dans quel intervalle le stimulus a été présenté à l'aide de pédales (de gauche pour le premier, à droite pour la deuxième). Voir l'exemple de code 2, qui montre comment les intervalles sont exécutés et ont marqué.
NB: les scores informatiques la réponse «correcte» ou «mauvais» et l'escalier adaptative choisit la valeur suivante doit être présenté en conséquence.
Remarque: Cette méthode permet de déterminer une valeur de seuil de détection de la vibration au niveau du site d'essai.
- Pour chaque essai, présenter deux intervalles de 1 s, marquée par trois bips (5 kHz, 3 kHz et 5 kHz, durée 100 ms), avec le stimulus tactile présenté au milieu de l'un des intervalles. Avoir le participant indicate dans quel intervalle le stimulus a été présenté à l'aide de pédales (de gauche pour le premier, à droite pour la deuxième). Voir l'exemple de code 2, qui montre comment les intervalles sont exécutés et ont marqué.
Figure 1. Conception expérimentale. Cette figure montre la mise en place de l'expérience et les matériaux utilisés. Voir le texte pour plus de détails.
3. Procédure expérimentale
- Obtenir le consentement éclairé écrit. Seat le participant dans le fauteuil avec leurs pieds reposant confortablement sur les pédales de réponse et d'expliquer la procédure expérimentale. </ Li>
- Mesurer et enregistrer la longueur de la face dorsale de l'avant-bras gauche. Appliquer la sangle de sorte que le contacteur est positionné dans le milieu de la mi-chemin de bras entre l'angle interne du coude et du pli du poignet.
- Enrouler un bandage élastique lâche autour du bras à plusieurs reprises pour maintenir le contacteur en place.
- Demandez aux participants de placer leur bras gauche sur la table et se reposer de leur coude droit sur l'accoudoir. Bandez les yeux du participant pour les empêcher de regarder le stimulus ou masquage emplacement et leur demander de regarder droit devant lui pendant toute l'expérience.
- Commencez avec un bloc de 20 essais de pratique (sans le stimulus de masquage) dans le but de familiariser les participants avec la tâche de détection tactile et de leur permettre de se familiariser avec les stimuli tactiles.
- Après les essais de pratique, commencer l'expérience, l'exécution des blocs de conditions dans un ordre aléatoire frontal. Avant le début de chaque bloc, veiller à ce que les bras et le Stimu masquagelus sont dans la bonne position.
- Pour chaque condition, maintenez la relance de masquage sur le site choisi, en se référant à la liste des conditions faites plus tôt. Rayez chaque condition car il est exécuté. Maintenez le stimulus masquant au long de chaque bloc d'essais de collecte de données en maintenant la pression à peu près constante. Le stimulus de masquage peut être appliquée à travers les vêtements minces.
- Exécutez le programme expérimental qui se déroulera à travers un certain nombre de procès précédemment sélectionnée. Introduire un 2 min période de repos après chaque bloc court d'essais. Après un bloc donné d'essais est terminée, sélectionnez le site suivant pour la relance de masquage et d'exécuter à nouveau le programme. Répétez jusqu'à ce que tous les essais sont terminés.
Analyse 4. Données
- Pour visualiser et de confirmer l'estimation de la valeur de seuil retourné par le programme d'escalier adaptatif 12, adapter les données des participants avec une gaussienne cumulatif La formule pour une gaussienne cumulative(Sigmoïde) qui va de 50% (au niveau du hasard - nombre égal de 0 s - mal et 1's- correct) à 100% (tous les 1, toutes correctes) est:
probabilité d'une réponse correcte = 0,5 + 0,5 / (1 + exp (- (x-x0) / std))
où x est la valeur d'intensité testé, x0 est la valeur de seuil de 75%, et std est l'écart type de l'estimation. Cette formule peut être ajustée aux données en utilisant un logiciel d'ajustement de courbe et la valeur de x0 résultant par rapport à la valeur de l'escalier adaptatif.- Assurez-vous que la courbe va entre 50% (performance de hasard) et 100%. Effectuer des analyses statistiques (par exemple, t-tests ou analyses de la variance) sur les valeurs de seuil de 75% obtenus dans chaque condition de l'expérience (par exemple, entre les différents sites de masquage) afin de déterminer s'il y a des différences entre les conditions testées.
- Afin d'identifier les valeurs aberrantes, calculer la moyenne et l'écart-type pour une condition donnée. Comparer le score de chaque participant avec la moyenne etsi un score individuel est plus de 2 écart-type de ce que cela signifie alors considérer ce point comme une valeur aberrante et le retirer de l'analyse. d'autres critères peuvent être utilisés si on le souhaite.
- Afin de normaliser les valeurs de l'intensité des contacteurs (qui sont en unités arbitraires), les convertissent en décibels par rapport aux seuils de contrôle (mesurés lorsque le stimulus de masquage est appliqué sur le site de commande, par exemple l'épaule). Utilisez cette formule:
dB = 10 x log 10 (valeur seuil valeur seuil / commande).
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Representative Results
L'analyse des données a été indiquée dans 13. Sensibilité tactile (exprimée par rapport aux seuils mesurés dans la condition de contrôle) sur l'avant-bras a été significativement réduite (seuils ont été significativement augmentés) lorsque la stimulation vibro-tactile de masquage a été appliqué sur le bras opposé (figure 2A), ce qui démontre un effet de masquage controlatéral entre les avant-bras. L'effet dépend de la position de l'impulsion de masquage sur le bras de masquage, à l'effet le plus important se produisant lorsque les sites de masquage et de test correspondent. La figure 2B montre que la posture joue également un rôle sur l'efficacité du masquage. L'effet de masquage était considérablement plus forte lorsque les bras se touchaient par rapport à quand ils étaient parallèles (3,3 dB par rapport à 0,52 dB).
Figure2. Les données typiques obtenues en utilisant cette technique. (A) L'élévation du seuil est tracée en fonction de la position du masque (indiqués par des flèches bleues dans le dessin animé dessus du graphique). (B) L'élévation du seuil sur le site de la sonde sur le bras gauche provoquée par un stimulus de masquage sur le site correspondant sur le bras droit dépend du fait que les bras se touchent ou parallèle. Toutes les données sont exprimées en dB par rapport aux seuils obtenir avec vibration appliquée à un site de contrôle sur l'épaule (flèche verte). Les écarts-types sont présentés. N = 15. Les données redessinées d'après D'Amour et Harris, 2014.
Fichier de code supplémentaire 1. (S'il vous plaît cliquer ici pour télécharger ce fichier.)
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Discussion
Ici, un protocole détaillé pour controlatéral tactile masquage est décrit et les résultats publiés antérieurement en utilisant la technique de tester des seuils de détection tactiles sont affichés. L'avantage de cette méthode est que les seuils sont mesurés en utilisant une technique psycho rigoureux. Le choix forcé (2AFC) procédure en deux alternative est relativement insensible à un biais de réponse et donc des effets attentionnels. La procédure d'escalier adaptatif pour roder sur la valeur de seuil réelle est très efficace car la plupart des données sont recueillies avec relance intensités proches du niveau de seuil. Bander les yeux du participant et ayant les regarder droit devant le débit de la période de collecte de données des effets attentionnels encore réduite.
Il est techniquement très exigeant pour mesurer la pression réelle appliquée par un contacteur. Il ne suffit pas pour étalonner le dispositif d'avance en raison de la pression exercée dépendra également de façon étanche l'tacTor est lié à la surface de la peau. Ainsi, nous ne sommes en mesure de faire des déclarations sur les changements dans les seuils plutôt que les valeurs absolues. Etant donné que dans cette expérience, nous sommes seulement à la recherche de changements apportés par le stimulus de masquage, ce ne sont pas un sujet de préoccupation dans cette conception.
En entrelaçant relativement courts blocs (environ 10 min) pour chaque condition (dire, chaque position de la relance de masquage) et de les présenter dans un ordre qui a été contrebalancé entre les participants de la vigilance du participant est maintenue.
controlatéral masquage peut être utile pour l'exploration de la représentation du corps dans le cerveau en révélant des détails dont certaines parties sont reliées fonctionnellement aux autres. Cette technique permet de comportement 5, 7, 8, 13 à 15 preuves à l'appui neurophysiologique 16-18 et la neuro-imagerie des données19-23 qui suggèrent que l'intégration des entrées somatosensoriel des deux côtés du corps se produit dans une représentation somatotopique. Dans ces expériences, l'effet de l'emplacement du bras a été brièvement examinée en comparant masquage quand les mains se touchent ou parallèle. Bien que la différence a été trouvé, il ne peut être conclu si elle est causée par le contact de la peau réelle ou la position du bras. Dans un ensemble de nouvelles expériences, nous avons pris ces méthodes et testé une variété de positions de bras à la fois le test et les bras de masquage. Ces résultats aideront adresse si les effets de masquage à long terme se produisent avant ou après des informations postural a été ajouté.
La technique est extrêmement flexible et peut être utilisée pour étudier quelque manière que des interactions entre les différentes parties du système somatosensoriel. Par exemple, le contenu fréquentiel de masquage ou de test de stimulation peut être modifiée pour adapter de manière optimale stimulent rapidement ou lentement sous adapter-Systems. Une limitation potentielle de ces méthodes sont les stimuli tactiles utilisés. Fonction de détection différents et stimuli de masquage (tels que la taille, la fréquence, la durée, etc.) pourrait révéler des résultats différents en particulier lorsque l'on mesure l'accord spatiale de l'effet de masquage. Un masquage stimulus plus faible permettrait une meilleure précision et permettre des mesures plus précises des zones spécifiques. Pour les applications futures, ce protocole pourrait être modifié en testant l'effet de masque en utilisant un large éventail de stimuli tactiles.
La recherche a généralement concentrés sur l'étude de masquage et la perception tactile sur les mains et les doigts avec relativement peu d'études portant sur l'ensemble du corps 14, 24 - 27. orientations futures pourraient tester de masquage controlatéral sur des zones plus étendues du corps, qui pourraient révéler des liens inattendus entre autres parties du corps ou dans une branche qui pourrait faire la lumière sur la façon dont les trois-dimensicorps nal est représenté dans le cerveau.
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Disclosures
Les auteurs déclarent qu'ils ont aucun intérêt financier concurrentes.
Acknowledgments
LRH a été soutenue par les sciences et génie Conseil de recherches Natural (CRSNG) du Canada. SD a été en partie soutenu par le CRSNG programme CREATE.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| C-2 tactor | ATAC Technology; Engineering Acoustics, Inc. | http://www.atactech.com/PR_tactors.html | |
| Magic Wand | Hitachi | http://magicwandoriginal.com/magic-wand-original/ | |
| FC5 Foot Pedals | Yamaha Corporation | http://ca.yamaha.com/en/products/music-production/accessories/footpedals/fc5/?mode=model | |
| MATLAB | The Mathworks, Inc. | http://www.mathworks.com/products/matlab/ | |
| Velcro | Velcro Industries B.V. | http://www.velcro.com/ |
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