פוטנציאל הקשור לאירוע החושית מעור Orofacial למתוח גירוי

הפקת דיבור תלויה בשני מידע השמיעתי וחושי. שמיעתי והמשוב החושית להתרחש בשילוב מהקולות המוקדמים המיוצרים על ידי תינוק ושניהם מעורבים בלמידה מוטורית דיבור. התוצאות אחרונות מצביעות על כך שתהליכים החושית תורמים לתפיסה, כמו גם ייצור. לדוגמא, זיהוי של צלילי דיבור משתנה כאשר מכשיר רובוטי מותח את עור הפנים כמשתתפים להקשיב לגירויים שמיעתיים ^1. פחזניות אוויר ללחי שיעלה בקנה אחד עם גירויים שמיעתיים דיבור לשנות פסקי דין תפיסתי משתתפי ^2.

אפקטים החושית אלה כרוכים בהפעלה המכאנית עורית בתגובה לעיוות עור. העור מעוות בדרכים שונות במהלך תנועה, ומכאני עורית ידוע לתרום לתחושת ^3,4 תנועתית. התפקיד של תנועתית מכאנית עורית הוא שדstrated ידי הממצאים האחרונים ^5-7 שזני עור הקשורים לתנועה נתפסים כראוי ככיפוף או תנועת הארכה בהתאם לדפוס של העור למתוח ^6. במהלך אימון מוטורי דיבור, שהוא חזרה על אמירת דיבור ספציפית עם דיבור מתיחת עור פנים במקביל, דפוסי חיתוכית לשנות באופן מסתגל ^7. מחקרים אלו מצביעים על כך שויסות מתיחת עור במהלך פעולה מספקת שיטה להערכת התרומה של afferents עורית לפונקצית תנועתית של המערכת הסנסורית.

פונקצית תנועתית של מכאניים עורית orofacial נחקרה בעיקר בשיטות פסיכו ^7,8 וmicroelectrode קידוד מחדש מעצבים תחושתיים ^9,10. כאן, הפרוטוקול הנוכחי מתמקד בשילוב של גירוי החושית orofacial הקשורים עיוות עור פנים ואירוע הקשור הקלטה פוטנציאלית (ERP). היש הוא הליך ניסיוני שליטה מדויקת על הכיוון והעיתוי של עיוות עור פנים באמצעות מכשיר רובוטי מבוקר מחשב. זה מאפשר לנו לבחון את ההשערות ספציפיות על התרומה החושית להפקת דיבור ותפיסה סלקטיבית ובדיוק עיוות עור פנים במגוון רחב של אוריינטציות במהלך שתי הלמידה המוטורית דיבור וישירות בהפקת דיבור ותפיסה. הקלטת ERP משמש כדי להעריך את הדפוס ועיתוי הזמני של ההשפעה של גירוי החושית על התנהגויות orofacial noninvasively. הפרוטוקול הנוכחי אז יכול להעריך את הקושרת העצבית של פונקצית תנועתית ולהעריך את התרומה של המערכת החושית לתפיסת שני עיבוד הדיבור, הפקת דיבור ודיבור.

כדי להראות את התועלת של היישום של גירוי למתוח את העור להקלטת ERP, הפרוטוקול הבא מתמקד באינטראקציה של החושית וקלט שמיעתי בעמ הדיבורerception. התוצאות להדגיש שיטת פוטנציאל להעריך אינטראקציה החושית-שמיעתית בדיבור.

פרוטוקול הניסוי הנוכחי כדלקמן ההנחיות של התנהגות אתית על פי ועדת חקירת אדם אוניברסיטת ייל.

1. Electroenchephalopgaphy (EEG) הכנה

1. למדוד את גודל ראש כדי לקבוע את כובע EEG המתאים.
2. לזהות את מיקומו של הקודקוד על ידי מציאת נקודת האמצע בין nasion וinion עם סרט מדידה.
3. מניחים את כובע EEG על הראש באמצעות הקודקוד שנקבע מראש כCz. בדוק Cz שוב לאחר הצבת הכובע באמצעות סרט מדידה כפי שנעשה ב1.2. שים לב שכובע EEG מצויד במחזיקי אלקטרודה ואת המיקום של 64 אלקטרודות (או הבעלים) מבוסס על מערכת 10-20 שונה עם מערכת קואורדינטות מוגדרות מראש המבוססת על ¹¹ Cz.
   הערה: יישום זה משתמש נציג תצורת 64 אלקטרודה להעריך שינויי הפצת קרקפת ולניתוח מקור. עבור יישומים פשוטים (שינויים פוטנציאליים הקשורות לאירוע במשרעת והשהיה) USIng פחות אלקטרודות אפשריות. ישנם שתי אלקטרודות נוספות לקרקע במערכת ה- EEG משמשת כאן. אלה מחזיקי אלקטרודה כלולים גם בכובע.
4. החל ג'ל האלקטרודה במחזיקי אלקטרודה באמצעות מזרק חד פעמי.
5. צרף אלקטרודות EEG (כולל אלקטרודות קרקע) למחזיקי אלקטרודות התוויות של אלקטרודות ולמחזיקי אלקטרודה בכובע אלקטרודה התאמה.
6. נקה את משטח העור עם כריות אלכוהול.
   הערה: אלקטרודות לאיתור תנועת העין (אלקטרו-oculography), מיקומי העור הם מעל ומתחת לעין ימין (תנועת עיניים אנכית), ורוחב לcanthus החיצוני של העיניים שניהם (תנועת עיניים אופקית); לגירוי החושית לרוחב העור לזווית הפה הוא ניקה.
7. מלא את ארבע אלקטרודות אלקטרו-oculography עם ג'ל האלקטרודה ולאבטח את האלקטרודות עם קלטת דו צדדית לאתרים שצוינו ב1.6.
8. לאבטח את כל כבלי האלקטרודה באמצעות רצועת סקוטש. אם r equired, הדבק את הכבלים לגופו של המשתתף או המקומות האחרים שלא להציג את כל רעש חשמלי או מכאני נוסף.
9. מקם את המשתתף בחזית הצג והרובוט לגירוי החושית. לאבטח את כל כבלי אלקטרודה שוב כמו ב1.8.
10. חבר את ה- EEG ואלקטרודות אלקטרו-oculography (כולל אלקטרודות הקרקע) לconnecters המתאים (תווית מתאימה וצורת connecter) בתיבת המגבר של מערכת ה- EEG.
11. בדוק שאותות EEG חופשיים חפץ ושערך הקיזוז הוא בטווח סביר (<50 μV או קטן יותר). אם אותות רועשים או קיזוז גדול שהם בדרך כלל מעידים על עכבה גבוהה נמצאים, נכון אותות אלקטרודה אלה על ידי הוספת ג'ל EEG נוסף ו / או מיקום מחדש שיער שהוא ישירות תחת אלקטרודה.
12. הכנס את אוזניות EEG תואמות ולאשר כי רמת הצליל היא בטווח נוח מבוססת על דו"ח נושא.

class = "jove_title"> 2. החושית גירוי

הערה: הפרוטוקול הנוכחי חל מתיחת עור פנים לצורך הגירוי החושית. ההתקנה הניסיונית עם מערכת EEG מיוצגת באיור 1. הפרטים של מכשיר הגירוי החושית תוארו במחקרים הקודמים ^1,7,12-14. בקצרה, שתי כרטיסיות קטנות מפלסטיק (2 סנטימטרים רוחב וגובה 3 סנטימטרים) מחוברות עם קלטת דו צדדית לעור הפנים. הכרטיסיות מחוברות למכשיר רובוטי באמצעות מחרוזת. הרובוט יוצר עומסי מתיחת עור שיטתיים לפי עיצובים ניסיוניים. התקנת הפרוטוקול להקלטת ERP הוא כדלקמן:

1. מניחים את ראשו של המשתתף במשענת הראש כדי למזער תנועת הראש במהלך גירוי. מוציא בזהירות את כבלי אלקטרודה בין ראשו של המשתתף ומשענת הראש.
2. שאל את המשתתף להחזיק את מתג הבטיחות לרובוט.
3. צרף לשוניות פלסטיק למיקום עור היעד באמצעות קלטת דו צדדית לגירוי החושית. לנציגי תוצאות ^12,13, שבו המטרה היא רוחב העור לזווית הפה, למקם את מרכז הלשוניות כבִּישׁוֹר, כמה מ"מ לרוחב זווית הפה עם מרכז הכרטיסיות בערך באותו הגובה של זווית הפה.
4. התאם את התצורה של המחרוזת, מחרוזת תומכת והרובוט כדי למנוע אלקטרודות EEG וכבלים.
5. החל מתיחות כמה עור פנים (סינוסואידה מחזור אחד ב 3 הרץ עם כוח מרבי של 4 N) כדי לבדוק חפצים בשל הגירוי (בדרך כלל כפי שנצפה משרעת גדולות יחסית ותדירות נמוכה יותר בהשוואה לתגובת אלקטרו). אם חפצים הם נצפו באותות EEG, לחזור ל -2.4.

הקלטת 3. ERP

1. הסבר את המשימה הניסיונית לנושא ולספק ניסויים בפועל (בלוק אחד = 10 ניסויים או פחות) כדי לאשר אם הנושא understands המשימה ברורה.
   הערה: המשימה הניסיונית ומצגת גירוי להקלטת ERP הן preprogramed בתוכנה להצגת גירוי.
   1. במבחן הנציג עם החושית בשילוב וגירוי שמיעתי ^12, להחיל את הגירוי החושית הקשורים עיוות עור לרוחב העור לזווית הפה. הדפוס של מתיחה הוא סינוסואידה מחזור אחד (3 הרץ) עם כוח מרבי של 4 נ אמירת דיבור מסונתז יחידה שהיא באמצע הדרך ברצף צליל 10-צעד בין "ראש" ו- "ש" משמש לגירוי שמיעתי.
   2. להציג שני הגירויים בנפרד או בשילוב. בגירוי המשולב, שלושה תזמוני מבחן תחילת (90 אלפיות שנייה ועופרת פיגור, ובו זמנית בonsets החושית והשמיעה: ראו איור 3 א).
   3. אקראי המצגת של חמישה גירויים (החושית לבד, לבד שמיעתי ושלושה בשילוב:. להוביל, simult וlAG). להשתנות המרווח בין המשפט בין 1,000 ל -2,000 אלפיות שניים כדי להימנע מציפייה והתרגלות. המשימה הניסיונית היא לזהות אם הקול הציג הנאום, שהוא הקול שהוא ביניים אקוסטית בין "הראש" ו- "היה לי ', היה" ראש "על ידי לחיצה על מקש במקלדת. במצב לבד החושית, שבי אין גירוי שמיעתי, המשתתפים הורו לענות לא "ראש".
   4. פסקי דין רשומות משתתף וזמן תגובה מהופעת הגירוי לעיתונות המפתח באמצעות התוכנה להצגת גירוי. שאל את המשתתף להביט נקודת קיבעון על מסך התצוגה על מנת לצמצם חפצים בשל עין-תנועה.
   5. הסר את נקודת הקיבעון כל 10 גירויים להפסקה קצרה. (ראה דוגמא גם אחרת של הצגת משימה וגירוי ^12,13)
2. הפעל את התוכנה להקלטת ERP ב512 הרץדגימה, שגם רושמת את זמן תחילת הגירוי בציר הזמן של נתוני ERP. שים לב שחותם בגירוי, הכולל גם את המידע על הסוג של הגירוי הזמן, נשלחים לכל גירוי מהתוכנה להצגת גירוי. שתי התוכניות (להקלטת ERP ולמצגת הגירוי) פועלות בשני מחשבים נפרדים שמחוברים דרך יציאת מקבילית.
3. הגדר את התוכנה לגירוי החושית למצב המתנה-הדק ולאחר מכן להתחיל מצגת גירוי על ידי הפעלת התוכנה להצגת גירוי. שים לב שהתוכנה לגירוי החושית היא גם פועלת על מחשב נפרד משני מחשבים האחרים. למצב השיא ERPs 100.
   הערה: אות הטריגר לגירוי החושית מתקבלת באמצעות התקן קלט אנלוגי המחובר להתקן פלט דיגיטלי במחשב לגירוי חושי. גירוי החושית יחיד מיוצר להדק אחד. </ Li>

חלק זה מציג פוטנציאל הקשור לאירוע נציג בתגובה לגירוי החושית הנובע מעיוות עור פנים. ההתקנה הניסיונית מיוצגת באיור 1. גירוי סינוסי היה מוחל על עור פנים לרוחב לזווית הפה (ראה איור 3 א כהתייחסות). מאה ניסויי מתיחה נרשמו לכל משתתף עם 12 משתתפים נבדקו בסך הכל. לאחר הסרת הניסויים עם מהבהב וחפצי תנועת העין מחובר על בסיס אותות אלקטרו-oculography האופקי ואנכיים (מעל 150 ± μV), יותר מ -85% מניסויים היו בממוצע. אותות EEG סוננו עם מסנן להקה עובר 0.5-50 הרץ ומחדש בהפניה לממוצע בכל אלקטרודות. איור 2 מציג את ה- ERP החושית הממוצע מאלקטרודות נציג שנבחרו. באזורים הקדמיים, פוטנציאל שלילי שיא היו מושרה ב100-200 האלפיות השני POגירוי רח תחילת אחרי פוטנציאל חיובי ב200-300 אלפיות שני. התגובה הגדולה ביותר נצפתה באלקטרודות קו האמצע. שונה מהמחקרים הקודמים של ERP החושית 15-18, אין פוטנציאלי חביון קודם לכן (<100 אלפיות שניים). דפוס זמני זה לא דומה לרצף הטיפוסי N1-P2 בעקבות גירוי שמיעתי 19. בהשוואה בין הזוג המקביל של אלקטרודות באונה השמאלית וימנית, הדפוס הזמני הוא די דומה ככל הנראה בשל הגירוי דו-צדדי.

איור 1. התקנה ניסיונית. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

2. פוטנציאל אירוע הקשור באיורתגובה לגירוי החושית המיוצר על ידי מתיחת עור פנים. ERPs התקבל מאלקטרודות נציג. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

התוצאה הראשונה מראה כיצד התזמון של גירוי משפיע אינטראקציה רבה חושית במהלך עיבוד דיבור 12. במחקר זה, אינטראקציות תגובה עצביות נמצאו על ידי השוואת ERPs הושג באמצעות גירוי החושית זוגות-שמיעתי עם סכום אלגברי של ERPs לגירויים unisensory מוצגים בנפרד. הדפוס של גירויים שמיעתיים-החושית מיוצג באיור 3 א. איור 3 מציג את הדפוס של פוטנציאל הקשור לאירוע בתגובה לזוגות החושית-שמיעתי גירוי (קו אדום). Represen הקו השחורTS הסכום של ERPs השמיעתי והחושי unisensory הבודד. שלושה הפנלים מתאים לפער הזמן בין שני onsets גירוי: 90 להוביל msec של תחילת החושית (משמאל), בו זמנית (מרכז) ו- 90 אלפיות שני בפיגור (מימין). כאשר גירוי החושית הוצג 90 אלפיות שניים לפני תחילת השמיעה, יש הבדל בין תגובות לזווג וסיכמה (הפנל השמאלי באיור 3). השפעת אינטראקציה זו יורדת בהדרגה כפונקציה של פער הזמן בין החושית ותשומות שמיעתיות (ראה השינוי בין שני קווים מקווקווים באיור 3). התוצאות מראות שהאינטראקציה החושית-שמיעתי היא שונה באופן דינמי עם העיתוי של גירוי.

3. פוטנציאל הקשור לאירוע איור משקף Intera החושית-שמיעתיתction בהקשר של תפיסת דיבור. נתון זה שונה מאיטו, et al. 12 (א) דפוס זמני של החושית וגירויים שמיעתיים. פוטנציאלים (ב) הקשורים לאירוע ולגירוי החושית בשילוב שמיעתי בשלושה תנאי עיתוי (עופרת, ובו זמנית בפיגור) באלקטרודה PZ. הקו האדום מייצג נרשם תגובות לERPs לזווג. הקו המקווקו מייצג את הסכום של החושית וERPs השמיעתי. קווים מקווקווים האנכיים להגדיר מרווח msec 160-220 לאחר הופעה החושית שבהבדלים בין "זוג" ותגובות "סכום" מוערכים. חצים מייצגים תחילת שמיעה. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

התוצאה הבאה מוכיחה כי המשרעת של increa ERP החושיתSES בתגובה להאזנה לדיבור 13. הדפוס של גירוי החושית הוא אותו כאמור לעיל. איור 4 מראה ERPs החושית, שהומרו לצפיפות זרם קרקפת 20 בניתוח off-line, באלקטרודות (FC3, FC5, C3) מעל האזור הסנסורית עזב. פוטנציאל הקשור לאירוע החושית נרשם בעוד משתתפים להקשיב לנאומו בנוכחות הרציף נשמע ברקע. המחקר נבדק ארבעה תנאי רקע: דיבור, צלילים שאינם דיבור, ורוד-רעש ושקט 13. התוצאות הצביעו על משרעת של פוטנציאל הקשור לאירוע החושית במהלך האזנה לצלילי דיבור היה גדול יותר באופן משמעותי משלושת התנאים האחרים. לא היה הבדל משמעותי במשרעת לשלושה תנאים האחרים. איור 4 מציג אמפליטודות שיא מנורמלת בתנאים השונים. התוצאה מצביעה על כך שהקשיב לצלילי דיבור משנה את השמן נקשר העיבוד החושית קשורה בעיוות עור פנים.

איור 4. שיפור של פוטנציאל הקשור לאירוע החושית בשל צלילי דיבור. ERPs נרשם תחת ארבעה תנאי צלילי רקע (שקט, רעש ורוד, דיבור וללא דיבור). איור זה שונה מאיטו, et al. 13 (א) דפוס זמני של פוטנציאל הקשור לאירוע החושית באזור שמעל מנוע שמאלי וקליפה הקדם-מוטורית. כל צבע מתאים למצב צליל רקע שונה. ERPs הוסב לקרקפת צפיפות זרם 20. הבדלים (ב ') בגדלי Z-ציון הקשורים לשיא הראשון של החושית ERPs. ברים שגיאת שגיאות סטנדרטיים על פני משתתפים. כל צבע מתאים לתנאי קולות רקע שונים, כמו בלוח אcom / קבצים / ftp_upload / 53,621 / "target =" _ 53621fig4large.jpg blank "> לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

למחברים אין מה לחשוף.