10 février 2016
Ici, nous explorons le masquage tactile controlatéral entre les avant-bras dans lequel les seuils de détection tactile sont modulés par la vibration appliquée à un site distant. Les détails des sites distants qui ont un effet peuvent nous renseigner sur la façon dont le corps est représenté dans le cerveau.
L’objectif général de cette expérience psychophysique est de montrer comment le fait de toucher un endroit peut affecter la perception d’un toucher à un autre endroit. Cette technique de masquage tactile à longue portée peut apporter d’importantes contributions au champ de perception. Par exemple, il peut nous dire comment le cerveau représente la surface du corps.
L’un des avantages de cette technique est qu’elle n’est pas invasive, et pourtant, même s’il s’agit d’une mesure perceptuelle, elle peut nous donner des informations sur la façon dont le cerveau est câblé. La démonstration de cette technique sera Sarah. Elle est étudiante diplômée dans mon laboratoire, et elle a développé les techniques que nous démontrons aujourd’hui dans le cadre de sa thèse de maîtrise.
Commencez par préparer le système de stimulus de détection tactile qui sera utilisé au cours de cette expérience. Utilisez un tactor d’un diamètre de 1,7 pouce et d’une épaisseur de 0,30 pouce pour délivrer des stimuli tactiles avec une vibration de 250 hertz pendant 100 millisecondes. Utilisez également une carte son stéréo 64 bits pour contrôler la diffusion du stimulus tactile.
Pour ce faire, connectez d’abord un amplificateur audio stéréo à la carte son qui pilotera le tactor comme un haut-parleur. Ensuite, connectez le tactor à l’une des sorties de l’amplificateur, comme la sortie du haut-parleur gauche. Ensuite, connectez le deuxième canal à un haut-parleur pour fournir des signaux auditifs.
Dans le code informatique qui contrôle l’expérience, générez la forme d’onde qui sera utilisée pour faire vibrer le tacteur, et une autre forme d’onde pour le signal auditif. Placez chacune de ces deux formes d’onde dans un tableau bidimensionnel. Attachez le tactor à une sangle à l’aide d’une attache de base mécanique afin qu’il puisse être placé sur le participant.
Pour le stimulus de masquage, utilisez un vibromasseur électrique portatif de quatre centimètres de diamètre, avec une vibration de 83 hertz lorsqu’il est réglé sur faible. Sélectionnez les sites où le stimulus doit être appliqué en fonction des zones où le masquage doit être testé. Une fois que le système de stimulus de détection tactile est prêt, disposez l’ordinateur et les autres équipements de l’expérience sur un bureau avec une chaise devant lui pour l’expérimentateur.
Ensuite, installez une table sur laquelle les participants reposeront leur bras gauche, où des stimuli tactiles seront appliqués, et placez une chaise sur le côté droit de la table. Placez également un support d’accoudoir à côté de la chaise, sur lequel les participants reposent leur coude droit. Ajoutez un rembourrage à la table et un accoudoir pour plus de confort.
Ensuite, placez le haut-parleur sur une surface isolée mécaniquement. Disposez des pédales reliées aux boutons gauche et droit d’une souris d’ordinateur de manière à ce que les pieds du participant puissent reposer confortablement dessus. Assurez-vous de faire une liste de l’ordre dans lequel les conditions seront exécutées et utilisez cette liste pendant l’expérience pour déterminer où tenir le stimulus de masquage pour chaque bloc.
Entrez le nombre d’essais dans le code du programme informatique et assurez-vous que chaque bloc ne dure pas plus de 10 minutes pour maintenir l’attention du participant. Programmez une tâche de détection tactile à choix forcé deux alternatives dans laquelle l’intensité du stimulus est contrôlée avec une procédure psychométrique d’escalier psychophysique adaptative bayésienne. Pour chaque essai, présentez deux intervalles d’une seconde, marqués par trois bips, avec un stimulus tactile présenté au milieu de l’un des intervalles.
Demandez au participant d’indiquer dans quel intervalle le stimulus a été présenté au moyen des pédales. L’ordinateur note la réponse comme correcte ou fausse, et l’escalier adaptatif choisit la valeur suivante à présenter en conséquence. Celle-ci détermine une valeur seuil pour la détection des vibrations sur le site d’essai.
Avant l’expérience, obtenez le consentement éclairé écrit du participant. Ensuite, asseyez-le sur la chaise, les pieds reposant confortablement sur les pédales de réponse, et expliquez-lui la procédure expérimentale. Mesurez et notez la longueur de la surface dorsale de l’avant-bras gauche du participant.
Ensuite, appliquez la sangle de manière à ce que le tactor soit positionné au milieu du bras, à mi-chemin entre l’angle intérieur du coude et le pli du poignet. Enroulez un bandage tenseur autour du bras plusieurs fois pour maintenir le tactor en place. Maintenant, demandez au participant de placer son coude droit sur l’accoudoir et de reposer son bras gauche sur la table.
Ensuite, bandez les yeux du participant pour l’empêcher de regarder le stimulus ou l’emplacement du masquage, et demandez-lui de regarder droit devant lui tout au long de l’expérience. Commencez par un bloc de 20 essais pratiques sans le stimulus de masquage, afin de familiariser le participant avec la tâche de détection tactile, et de lui permettre de se familiariser avec les stimuli. Après la course d’entraînement, assurez-vous d’abord que les bras et le stimulus de masquage sont dans les bonnes positions avant chaque bloc expérimental.
Exécutez les blocs de conditions dans un ordre aléatoire et contrebalancé. Pour chaque condition, reportez-vous à la liste des conditions établie précédemment et rayez chaque condition au fur et à mesure de son exécution. Assurez-vous de maintenir le stimulus de masquage tout au long de chaque bloc d’essais de collecte de données, en maintenant une pression à peu près constante.
Exécutez le programme expérimental avec le nombre d’essais défini précédemment sélectionné et introduisez une période de repos de deux minutes après chaque court bloc d’essai. Une fois qu’un bloc d’essai donné est terminé, sélectionnez le site suivant pour le stimulus de masquage, exécutez à nouveau le programme et répétez cette opération jusqu’à ce que tous les essais soient terminés. Dans cette figure, l’élévation et le seuil sont tracés en fonction de la position du masque.
La sensibilité tactile sur l’avant-bras a été significativement réduite lorsque la stimulation de masquage vibro-tactile a été appliquée sur le bras opposé, démontrant un effet de masquage controlatéral entre les avant-bras. Ici, ces données montrent que la posture joue également un rôle sur l’efficacité du masquage. L’effet de masquage était considérablement plus fort lorsque les bras se touchaient, par rapport à lorsqu’ils étaient parallèles.
Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en une demi-heure environ si elle est exécutée correctement. Bien qu’il soit nécessaire de répéter l’expérience sur au moins dix participants pour obtenir une validité statistique. Lors de la tentative de cette procédure, il est important de se rappeler de maintenir la pression au site de masquage et de maintenir l’attention du participant à un endroit qui ne varie pas, généralement droit devant.
À la suite de la procédure, des variations peuvent être effectuées afin de répondre à des questions supplémentaires, telles que la dépendance de ces effets aux caractéristiques du stimulus de masquage. Après son développement, cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine de la recherche tactile pour explorer si ce phénomène pourrait se généraliser à d’autres sensations que le toucher, mais aussi à la douleur. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon de tester l’influence d’un stimulus tactile à distance sur la perception tactile sur un site spécifique.
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Cette étude examine le masquage tactile contralatéral, où les seuils de détection tactile sont influencés par une vibration appliquée à un site distant. Comprendre quels sites éloignés affectent la perception tactile peut fournir des informations sur la représentation cérébrale du corps.
Understanding long-range neural interactions through contralateral tactile masking provides a behavioral assay for probing somatotopic organization and interhemispheric communication. This non-invasive psychophysical method enables target validation of neural circuit models by quantifying perceptual modulation across body regions. It supports mechanistic de-risking in neuroscience target engagement by offering a reproducible readout of functional connectivity between contralateral sensory representations.
The method fits within the discovery continuum from target hypothesis testing to lead optimization, where behavioral assays inform target engagement and mechanism of action.