23 במאי 2017
הקורלציה העצבית של הקשבה למרווחים עיצורים ומרוחקים נחקרה באופן נרחב, אך המנגנונים העצביים הקשורים בהפקת אינטרוולים עצביים ומרוחקים פחות ידועים פחות. במאמר זה, בדיקות התנהגותיות ו- fMRI משולבות במרווחי הזיהוי והזמרה של המרווח לתיאור מנגנונים אלה.
המטרה הכוללת של מתודולוגיה זו היא לנטר הפעלות עצביות הקשורות להפקה קולית של מרווחי עיצורים ודיסוננטיים, באמצעות הדמיית תהודה מגנטית תפקודית. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום מדעי המוח הקוגניטיביים השמיעתיים, כגון, במה שונה אינטגרציה של משוב חיצוני מהמערכת השמיעתית והמוטורית התחושתית? היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא נועדה לעקוב אחר פעילות המערכת המוטורית והשמיעתית כאחד, ובמקביל להשיג מידה של דיוק קולי במהלך השירה.
בדרך כלל, אנשים חדשים בשיטה זו יתקשו מכיוון שקשה להקליט כמה צלילים בנאמנות מתוך הסורק מכיוון שכל הסורק רועש ביותר. מי שידגים את ההליך יהיה לוסרו פאצ'קו, סטודנט לתואר שני מהמעבדה שלי. כדי להתחיל להפיק צלילים טהורים המשתרעים על פני שתי אוקטבות מ-G ארבע עד G 6, פתח תיקיית פרויקט חדשה בתוכנת עריכת סאונד.
לאחר מכן, בתפריט היצירה בחר צליל. בחלון שמופיע, בחר צורת גל סינוס, משרעת של 0.8 ומשך של שנייה אחת. הזן את ערך התדירות המתאים לתו הרצוי ולחץ על כפתור אישור.
תחת תפריט הקובץ, בחר ייצוא. בחלון שנפתח הזן את השם הרצוי לקובץ השמע ובחר wav כסוג הקובץ הרצוי. לחץ על שמור.
לאחר מכן, צור את כל הצירופים האפשריים של תווים המתאימים לשני עיצורים ושני מרווחים דיסוננטיים בטווח שבין G ארבע ל- G 6. כדי לעשות זאת, עבור כל מרווח, פתח פרויקט חדש בתוכנת עריכת הסאונד ובחר ייבוא אודיו בתפריט הקובץ כדי לייבא את שני קבצי ה-wav שיש לשרשר. מקם את הסמן בכל נקודה מעל הצליל השני ולחץ לבחירה.
לחץ על בחר הכל בתפריט העריכה. תחת אותו תפריט לחץ על העתק. לאחר מכן, מקם את הסמן בכל נקודה מעל הצליל הראשון ולחץ.
תחת תפריט העריכה, לחץ על הזז את הסמן לסוף המעקב ולאחר מכן לחץ על הדבק תחת אותו תפריט. לבסוף, תחת תפריט הקובץ בחר ייצוא. בחלון שנפתח הזן את השם הרצוי לקובץ השמע ובחר wav כסוג הקובץ הרצוי.
לחץ על שמור. התחל בכך שהמשתתף יושב מול מחשב נייד ועוטה את האוזניות המצורפות. ודא שרמת הצליל נוחה למשתתף.
השתמש בתוכנת מחקר התנהגותי כדי לפתוח שתי משימות שנוצרו בעבר באמצעות הפעלה אלקטרונית. בחלון שמופיע הזן את מספר ההפעלה והנושא ולחץ על אישור. לאחר מכן, עבור שתי משימות בחירת הכוח החלופיות, בקשו מהמשתתפים לזהות אם המרווחים שהם שומעים הם עיצורים או דיסוננטיים על ידי לחיצה על c במקלדת המחשב עבור עיצור ו-d עבור דיסוננס.
לאחר מכן, בארבע משימות בחירת הכוח החלופיות המשתתפים מזהים את המרווחים עצמם על ידי לחיצה על הספרות ארבע, חמש, שבע ושמונה במקלדת המחשב, כדי לזהות את המרווחים של רביעית מוגברת. חמישית מושלמת. מייג'ור שביעי.
ואוקטבה בהתאמה. לבסוף, בסוף כל משימה לחץ על אישור כדי לשמור אוטומטית את התוצאות עבור כל משתתף. התחל בחיבור אוזניות לא מגנטיות תואמות MR למחשב נייד, וודא שרמת הצליל נוחה למשתתף.
לאחר מכן, חבר מיקרופון מעבה קטן לממשק שמע שבתורו מחובר למחשב הנייד באמצעות כבל משולש מסוכך, מעוות. כדי לבדוק את תגובת תדר המיקרופון, התחל פרויקט חדש בתוכנת עריכת הסאונד ובחר את מיקרופון המעבה כהתקן הקלט. לאחר מכן, צור צליל בדיקה של 440 הרץ עם משך של 10 שניות.
לאחר יצירת הצליל, השתמש בתוכנת שכפול קול כדי ללחוץ על הפעל כדי לשלוח את צליל הבדיקה דרך האוזניות לשני מקומות. בפנים על גבי משענת הראש ומחוץ לסורק בחדר הבקרה כאשר המיקרופון ממוקם בין צידי האוזניות בכל מקרה. לאחר מכן, לחץ על הקלטה בתוכנת עריכת הסאונד כדי להקליט כשנייה אחת של צליל הבדיקה בכל מיקום.
לאחר מכן, בחר ספקטרום עלילה מתפריט הניתוח עבור כל מקרה והשווה את תגובת המיקרופון לצליל הבדיקה, הן בתוך הסורק והן מחוצה לו על ידי בדיקה שהתדר הבסיסי של האות המתקבל בכל מיקום הוא 440 הרץ. לבסוף, הדביקו את מיקרופון המעבה לצווארו של המשתתף ממש מתחת לגרון, ובקשו ממנו להרכיב את האוזניות. לאחר מכן, הניחו את המשתתף בסורק התהודה המגנטית.
התחל בפתיחת חבילת תוכנת MRUI של ממשק משתמש תהודה מגנטית. בתוך תוכנת ה-MRUI, בחר באפשרות המטופל מהתפריט שעל המסך. הזינו את שם המשתתף, גילו ומשקלו.
לאחר מכן, לחץ על כפתור הבחינה. ראשית, בחר ראש ולאחר מכן מוח מבין האפשרויות הזמינות. לאחר מכן, בחר איזומטרי תלת מימד ולאחר מכן T1 עם הערכים הבאים עבור הפרמטרים הרלוונטיים:זמן חזרה שווה ל-10.2 אלפיות השנייה, זמן הד שווה ל-4.2 אלפיות השנייה, זווית ההיפוך שווה ל-90 מעלות וגודל הווקסל שווה אחד אחד למילימטר מעוקב.
לאחר מכן, לחץ על התוכנית והתחל ברכישת סריקת הראש השלם המשוקללת של כוכב T2 הפונקציונלי עם ערכי הפרמטרים הרלוונטיים כדלקמן:TE שווה ל-40 אלפיות השנייה, TR שווה לשלוש שניות, שדה הראייה שווה ל-256 מילימטרים בריבוע, זווית ההיפוך שווה ל-90 מעלות, מידות המטריצה שוות ל-64 על 64, עיכוב ב-TR שווה לשבע שניות. שימו לב שבמקרה זה TR הוא הזמן הכולל שבמהלכו מתרחשת הרכישה. השתמש באפשרות הדמה כדי לרכוש חמישה אמצעי אחסון תוך הזנת ערך של 55 עבור המספר הכולל של אמצעי האחסון.
לחץ על העתק כדי ליצור עותק של רצף זה. מקם את הסמן בתחתית רשימת הרצפים ולאחר מכן לחץ על הדבק פעמיים כדי להגדיר שלושה רצפי דגימה דלילים רצופים. לאחר מכן, לחץ על התחל כדי להתחיל ברכישת הנפח האנטומי המשוקלל T1.
לבסוף, הציגו שלוש ריצות למשתתף. סנכרן את תחילת ההפעלות עם הרכישה על-ידי הסורק באמצעות תיבת ההפעלה של הסורק והבדיל בין כל הפעלה באמצעות מספר ההפעלה. לאחר מכן, שמור את התוצאות של כל ריצה.
מחקר זה זיהה פעילות עצבית במהלך השירה באזורים הידועים כרשת השירה, התואמים את אלה שדווחו בספרות קודמת. תוצאות מניתוח דו-כיווני חוזר של שונות הצביעו על כך שעבור הניגוד הנובע משירת דיסוננס בניגוד למרווחי עיצורים, נצפו הפעלות מוגברות בקליפת המוח הסומטוסנסורית הראשונית הימנית, קליפת המוח השמיעתית הראשונית הימנית, המוח התיכון השמאלי, האינסולה האחורית הימנית, האמיגדלה השמאלית והפוטמן השמאלי. לאחר שליטה, ניתן לבצע טכניקה זו תוך ארבע שעות לכל נושא.
אם זה מבוצע כראוי, תוך התחשבות במבחן ההתנהגויות, סשן ה-fMRI וניתוח הנתונים. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור לבדוק שציוד ההקלטה פועל כהלכה ולהורות למשתתפים בבירור שעליהם לשיר על ידי זמזום, להזיז את ראשם כמה שפחות כדי להימנע מחפצים. בעקבות הליך זה, המשמש למעקב אחר הבדלים בהפעלה מוחית בין מצבים בינאריים, ניתן לבצע גרסה מותאמת של השיטה על מנת לחקור, למשל, הבדלים בין מרווחי שירה רחבים וצרים.
לאחר כל פיתוח, טכניקת ה-fMRI סוללת את הדרך לחוקרים בתחום מדעי המוח השמיעתי לחקור מנגנונים עצביים הקשורים לשמיעה והפקת קול. אחרי הצפייה בסרטון הזה, אתם אמורים להבין היטב כיצד להשתמש ב-fMRI כדי לנטר את הפעילות של המערכת המוטורית והשמיעתית במהלך השירה, כדי לחקור את המתאמים העצביים של הפקת קול. אל תשכח שעבודה עם סורק תהודה מגנטית עלולה להיות מסוכנת ביותר ותמיד יש לנקוט בזהירות רבה כדי להרחיק חפצים מתכתיים מהסורק.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
מאמר זה בוחן את המנגנונים העצביים המעורבים בהפקה הקולית של מרווחים קונסוננטיים ודיסוננטיים באמצעות fMRI. הוא משלב מבחנים התנהגותיים עם משימות שירה כדי לבחון כיצד השילוב של משוב שמיעתי משתנה בהקשרים אלו.
מיפוי כמותי של פעילות עצבית במהלך הפקת קול באמצעות fMRI מאפשר בחינה מדויקת של אינטגרציה סנסורי-מוטורית במשימות שמיעתיות-מוטוריות מורכבות. גישה זו תומכת בהפחתת סיכונים מכניסטיים עבור תהליכי פיתוח בנוירומדעים תרגומיים ובנוירוטכנולוגיה, על ידי אספקת מדדים אובייקטיביים של עיבוד משוב ובקרה מוטורית. יכולתו של הפרוטוקול להבחין בין מתאמים עצביים של הפקת מרווחים קונסוננטיים לעומת דיסוננטיים תורמת לביטחון החיזוי בתיקוף המטרות במחקרי אינטגרציה שמיעתית-מוטורית.
פרוטוקול זה, המבוסס על fMRI, משולב ברצף מהשלב הגילוי ועד לשלב הפרה-קליני עבור מיפוי נוירו-פונקציונלי ותיקוף מטרות במחקר שמיעה-מוטוריקה.