Name: La misura e lanalisi della soglia di discriminazione temporale applicata alla distonia cervicale (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-01-27T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 5 s
Description: Scopri i metodi per misurare la soglia di discriminazione temporale applicati alla distonia cervicale. Questa tecnica aiuta a comprendere i meccanismi patogenetici e il ruolo del mesencefalo nel controllo motorio.

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Questa ricerca è stata sostenuta da sovvenzioni da Health Research Board, distonia Irlanda, Science Foundation Ireland e l'Irish Institute per neuroscienza clinica.

Comitato etico di ricerca medica all'ospedale universitario di St. Vincent, Dublino ha dato l'approvazione per il reclutamento di pazienti con distonia cervicale, loro fratelli (inalterati da distonia) e controlli sani, a partecipare il protocollo descritto qui di seguito.

1. hardware &amp; Software Solutions
Nota: Due opzioni hardware sono stati sviluppati per visualizzare gli stimoli visivi con precisi intervalli Inter-stimolo. Entrambe sono state progettate e sviluppate in-House presso il centro di Trinity di bioingegneria, Trinity College di Dublino e sono stati descritti in precedenza5,16. Coloro che desiderano replicare le soluzioni esatto hardware utilizzate nel presente documento possono richiedere stesso contattando il centro Trinity per Bioingegneria direttamente. In alternativa, una serie completa di istruzioni inclusi file di stampa 3D per l'auricolare, istruzioni per il microcontrollore Arduino d'accompagnamento, ecc. può essere scaricato da http://www.dystoniaresearch.ie/temporal-discrimination-threshold/. Gli stimoli presentati nell'approccio piano tavolo possono essere generati utilizzando programmi personalizzati nella presentazione (ad esempio, sistemi di Neurobehavioural), installato su un computer desktop e programmato per controllare i diodi emettitori di luce (LED) tramite la porta parallela del il computer. In alternativa, come descritto di seguito, il piano del tavolo LED può essere controllato tramite un microcontrollore Arduino. Il codice di presentazione e il file di Arduino sono anche disponibili per il download dal link qui sopra.
<ol><li>Hardware TDT: tavolo metodo<ol>
<li>Contrassegnare una 'X', come un punto di fissazione, su una stuoia nera o foglio inserito sul tavolo di fronte il partecipante.</li>
		<li>Chiedere al partecipante di posizionarsi in modo che sono seduti direttamente davanti al punto di fissazione.</li>
		<li>Posizionare le coppie giallo diodo luminoso (LED) (diametro 5 mm, 90 cd/m2 luminanza), racchiusa in una scatola, sul tavolo di fronte il partecipante.</li>
		<li>Orientare la casella tale che i LED sono allineati verticalmente e posizionati 7 ° dal punto centrale del soggetto a sinistra e destra, come necessario.</li>
		<li>Condurre questo esperimento in una stanza buia. Una piccola quantità di luminanza sfondo possono essere necessari per consentire all'operatore di vedere abbastanza per eseguire l'esperimento.</li>
		<li>Istruire il partecipante di concentrarsi sul punto di fissazione in ogni momento e non di guardare direttamente i LED lampeggianti.</li>
		<li>Collegare il microcontrollore alla casella di LED e seguire il su schermo istruzioni visualizzate sul display a cristalli liquidi della casella microcontrollore, ad esempio, selezionare il metodo di presentazione: 'casuale' o 'scala' e selezionare la modalità: 'primo superiore sinistra', ecc .</li>
		<li>Chiedere al partecipante di rispondere "stessa" o "diversa" seguente presentazione di ciascuna coppia di stimolo, a seconda se essi percepiscono gli stimoli per essere sincrona o asincrona.</li>
		<li>Informare il partecipante quando ogni prova sta per iniziare, da vocalizzi sullo schermo conto alla rovescia da 5-0 s.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56310/56310fig1.jpg"> Figura 1: (a) schema del design dell'auricolare. Una coppia di LED gialli (5 mm di diametro) e la fissazione rossa LED (diametro 3 mm), sono collocati a sinistra e a destra del partecipante tramite un'unità di testa-montata e reso visibile mediante riflessione negli specchi davanti all'utente. (b) modello 3D schematico dell'auricolare. L'auricolare è stato sviluppato da plastica di nylon sinterizzato al laser, pesa 0,70 kg, ha un indice di scarsa trasparenza ed è nero a colori per minimizzare la luce penetranza. (a e b) sono riprodotti, con piccole modifiche, da Butler et al. 16 con il permesso della IOP Publishing. (c) la scatola di stimolo di LED per la presentazione del tavolo.
<ol start="2"><li>TDT Hardware: Cuffia portatile TDT<ol>
<li>Condurre l'esperimento in qualsiasi posizione adatta.</li>
		<li>Collegare il microcontrollore auricolare e segui sullo schermo istruzioni visualizzate sul display a cristalli liquidi della casella microcontrollore, ad esempio, selezionare il metodo di presentazione: 'casuale' o 'scala' e modalità: 'primo superiore sinistra', ecc.</li>
		<li>Diretto al partecipante di posizionarsi con i gomiti su un tavolo davanti a loro. Quindi, tenendo il dispositivo nelle loro mani, li spinga a spingere loro faccia il sigillante di gomma che circonda l'oculare, quindi tenuta fuori luce ambientale.</li>
		<li>Istruire il partecipante di concentrarsi sulla fissazione rossa LED in ogni momento e non di guardare direttamente i LED lampeggianti.</li>
		<li>Chiedere al partecipante di rispondere "stessa" o "diversa" seguente presentazione di ciascuna coppia di stimolo, a seconda se essi percepiscono gli stimoli per essere sincrona o asincrona.</li>
		<li>Informare il partecipante quando ogni prova sta per iniziare, da vocalizzi sullo schermo conto alla rovescia da 5-0 s.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. stimolo presentazione
Nota: Sono stati impiegati due approcci alla presentazione dello stimolo.
<ol><li>Metodo di scala<ol>
<li>Selezionare la presentazione di 'scala'; gli stimoli vengono presentati ogni 5 s con l'intervallo di Inter-stimolo a partire da 0 e diventando progressivamente più asincrono (aumentando di 5 ms) ogni volta.</li>
		<li>Selezionare una qualsiasi delle modalità quattro presentazione: prima a LED superiore (i) sinistra (ii) sinistra inferiore per primo (iii) in alto prima del LED, o (iv) LED in basso a destra prima.</li>
		<li>Ripetere il passaggio 2.1.2 affinché ogni modalità viene eseguito due volte, risultante in un totale di otto piste.</li>
		<li>Terminare il processo quando un partecipante risponde "diverso" per tre coppie consecutive di stimoli.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Metodo di presentazione casuale<ol>
<li>Selezionare 'Casuale' presentazione; coppie di stimoli vengono presentate ogni 5 s. L'intervallo di Inter-stimolo varia, in modo randomizzato, da 0 a 100 ms.</li>
		<li>Selezionare una qualsiasi delle modalità quattro presentazione: prima a LED superiore (i) sinistra (ii) sinistra inferiore per primo (iii) in alto prima del LED, o (iv) LED in basso a destra prima.</li>
		<li>Ripetere il passaggio 2.2.2 affinché ogni modalità viene eseguito due volte, risultante in un totale di otto piste. Nota: Ogni esecuzione è la stessa lunghezza e verrà completata automaticamente.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. analisi dei dati
<ol><li>Valore singolo di TDT<ol>
<li>Utilizzando i dati dal metodo di scala, evidenziare la prima delle tre risposte "diverse" finale per ciascuna delle otto piste. Questi sono i valori di soglia per ogni esecuzione.</li>
		<li>Calcolare la soglia di discriminazione temporale (TDT) per ogni partecipante prendendo la mediana delle soglie da ciascuno di loro otto corre; risultante in un singolo valore TDT (in millisecondi) per ogni individuo.</li>
		<li>Calcolare ilPunteggio di Z per ogni partecipante. Definire ilPunteggio di Z come la differenza tra TDT del partecipante e la TDT media da una popolazione di pari età di controllo (<img alt="Equaiton 1" src="/files/ftp_upload/56310/56310eq1.jpg">, divisa per la deviazione standard dei valori di TDT per quella popolazione di controllo <img alt="Equaiton 2" src="/files/ftp_upload/56310/56310eq2.jpg"> . <img alt="Equaiton 3" src="/files/ftp_upload/56310/56310eq3.jpg">
</li>
		<li>Determinare se l'individuo ha un TDT normale o anormale. UnPunteggio Z ≥ 2.5 è ritenuto per riflettere un'anormale TDT.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Analisi della distribuzione<ol>
<li>Utilizzando i dati dal metodo di scala, codificare i dati di risposta, tale che "0" corrisponde a "stesso" e "1" corrisponde al "diverso", tabella 1.</li>
		<li>Scaricare un MATLAB.exe gratuito per eseguire l'analisi di distribuzione descritto di seguito da http://www.dystoniaresearch.ie/temporal-discrimination-threshold/. Vedi Butler et al. 16 per una descrizione completa di questo metodo. In alternativa, procedere come descritto di seguito.</li>
		<li>Rilievo i dati affinché che tutte le esecuzioni sono della stessa lunghezza come il tratto più lungo. Per farlo, supponendo che tutte le risposte successive, dopo il termine di una corsa, sono "diverse", 1 (tabella b).</li>
		<li>Risposte medie in studi clinici per ogni partecipante, tabella 1 (c). Questo può essere tracciato come una funzione di asincronia di stimolo.</li>
		<li>Questo ha stato in media in forma o dati rappresentativi con una funzione gaussiana cumulativa. La media di questa distribuzione rappresenta il punto in cui i partecipanti sono ugualmente probabili rispondere "stesso" o "diversi". Questo punto è indicato come il 'punto di uguaglianza soggettiva' (PSE). La deviazione standard della distribuzione gaussiana, noto anche come la 'differenza appena evidente' (JND), indica come sensibili partecipanti sono ai cambiamenti in asincronia temporale intorno loro media.</li>
		<li>Estendere l'analisi trasmettendo i dati a una routine di avvio automatico non parametrica al fine di stimare gli intervalli di confidenza del 95% per la TDT e il PSE e JND della funzione gaussiana psicometrica, cumulativa. Per effettuare questa operazione, è possibile generare nuovi insiemi di dati rappresentativi di campionamento casuale con sostituzione dalle risposte originali, tabella 1 (b), per ogni fase temporale. Calcolare la TDT e forma una nuova funzione psicometrica per ogni set di dati rappresentativo16.</li>
		<li>Calcolare la bontà di fit, o devianza (D), per ogni partecipante utilizzando il rapporto di log-verosimiglianza,16,17 <img alt="Equaiton 4" src="/files/ftp_upload/56310/56310eq4.jpg"> dove K è il numero di intervalli di tempo, n è che il numero di ripetizioni a quel punto nel tempo, generalmente otto ripetizioni (quattro e quattro SX), yho è la proporzione osservata di asincrone risposte, p i è la percentuale di risposte asincrone preveduto dalla curva componibile. Devianza il valore 0 indica una perfetta vestibilità.</li>
		<li>Rappresentare graficamente i risultati. Nota: Dati dall'approccio casuale presentazione possono essere analizzati per determinare la TDT singolo o distribuito come descritto nella precedente sezione 3 per i dati derivanti dal metodo di presentazione di scala. Tuttavia, dovuto l'ordine di presentazione casuale degli intervalli Inter-stimoli, questi dati devono essere ordinati prima (dal più piccolo al più grande intervallo Inter-stimolo), prima d'iniziare l'analisi descritta sopra, tabella 2. Inoltre, non è necessario riempire i dati che seguono la presentazione casuale come, per impostazione predefinita, tutte le esecuzioni sono di uguale lunghezza.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Bradley, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temporal+discrimination+thresholds+in+adult-onset+primary+torsion+dystonia%3A+an+analysis+by+task+type+and+by+dystonia+phenotype%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurol%22%5BJournal%5D)">Temporal discrimination thresholds in adult-onset primary torsion dystonia: an analysis by task type and by dystonia phenotype.</a> J Neurol. 259 (1), 77-82 (2012).</li>
<li>Hutchinson, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+endophenotype+and+the+phenotype%3A+temporal+discrimination+and+adult-onset+dystonia%5BTitle%5D)+AND+%22Mov+Disord%22%5BJournal%5D)">The endophenotype and the phenotype: temporal discrimination and adult-onset dystonia.</a> Mov Disord. 28 (13), 1766-1774 (2013).</li>
<li>Kimmich, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sporadic+adult+onset+primary+torsion+dystonia+is+a+genetic+disorder+by+the+temporal+discrimination+test%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Sporadic adult onset primary torsion dystonia is a genetic disorder by the temporal discrimination test.</a> Brain. 134 (Pt 9), 2656-2663 (2011).</li>
<li>Kimmich, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temporal+discrimination%2C+a+cervical+dystonia+endophenotype%3A+penetrance+and+functional+correlates%5BTitle%5D)+AND+%22Mov+Disord%22%5BJournal%5D)">Temporal discrimination, a cervical dystonia endophenotype: penetrance and functional correlates.</a> Mov Disord. 29 (6), 804-811 (2014).</li>
<li>Molloy, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+headset+method+for+measuring+the+visual+temporal+discrimination+threshold+in+cervical+dystonia%5BTitle%5D)+AND+%22Tremor+Other+Hyperkinet+Mov+%28N+Y%29%22%5BJournal%5D)">A headset method for measuring the visual temporal discrimination threshold in cervical dystonia.</a> Tremor Other Hyperkinet Mov (N Y). 4, 249(2014).</li>
<li>Termsarasab, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+correlates+of+abnormal+sensory+discrimination+in+laryngeal+dystonia%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage+Clin%22%5BJournal%5D)">Neural correlates of abnormal sensory discrimination in laryngeal dystonia.</a> Neuroimage Clin. 10, 18-26 (2016).</li>
<li>Fiorio, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Defective+temporal+processing+of+sensory+stimuli+in+DYT1+mutation+carriers%3A+a+new+endophenotype+of+dystonia%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Defective temporal processing of sensory stimuli in DYT1 mutation carriers: a new endophenotype of dystonia?</a> Brain. 130 (1), 134-142 (2007).</li>
<li>Albanese, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phenomenology+and+classification+of+dystonia%3A+a+consensus+update%5BTitle%5D)+AND+%22Mov+Disord%22%5BJournal%5D)">Phenomenology and classification of dystonia: a consensus update.</a> Mov Disord. 28 (7), 863-873 (2013).</li>
<li>Nutt, J. G., Muenter, M. D., Aronson, A., Kurland, L. T., Melton, L. J. 3rd <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epidemiology+of+focal+and+generalized+dystonia+in+Rochester%2C+Minnesota%5BTitle%5D)+AND+%22Mov+Disord%22%5BJournal%5D)">Epidemiology of focal and generalized dystonia in Rochester, Minnesota.</a> Mov Disord. 3 (3), 188-194 (1988).</li>
<li>Williams, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epidemiological%2C+clinical+and+genetic+aspects+of+adult+onset+isolated+focal+dystonia+in+Ireland%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Neurol%22%5BJournal%5D)">Epidemiological, clinical and genetic aspects of adult onset isolated focal dystonia in Ireland.</a> Eur J Neurol. , (2016).</li>
<li>Bell, A. H., Munoz, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activity+in+the+superior+colliculus+reflects+dynamic+interactions+between+voluntary+and+involuntary+influences+on+orienting+behaviour%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Activity in the superior colliculus reflects dynamic interactions between voluntary and involuntary influences on orienting behaviour.</a> Eur J Neurosci. 28 (8), 1654-1660 (2008).</li>
<li>Hutchinson, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cervical+dystonia%3A+a+disorder+of+the+midbrain+network+for+covert+attentional+orienting%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neurol%22%5BJournal%5D)">Cervical dystonia: a disorder of the midbrain network for covert attentional orienting.</a> Front Neurol. 5, 54(2014).</li>
<li>Williams, L. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Young+Women+do+it+Better%3A+Sexual+Dimorphism+in+Temporal+Discrimination%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neurol%22%5BJournal%5D)">Young Women do it Better: Sexual Dimorphism in Temporal Discrimination.</a> Front Neurol. 6, 258(2015).</li>
<li>Butler, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age-Related+Sexual+Dimorphism+in+Temporal+Discrimination+and+in+Adult-Onset+Dystonia+Suggests+GABAergic+Mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neurol%22%5BJournal%5D)">Age-Related Sexual Dimorphism in Temporal Discrimination and in Adult-Onset Dystonia Suggests GABAergic Mechanisms.</a> Front Neurol. 6, 258(2015).</li>
<li>Bradley, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temporal+discrimination+threshold%3A+VBM+evidence+for+an+endophenotype+in+adult+onset+primary+torsion+dystonia%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Temporal discrimination threshold: VBM evidence for an endophenotype in adult onset primary torsion dystonia.</a> Brain. 132 (Pt 9), 2327-2335 (2009).</li>
<li>Butler, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-parametric+bootstrapping+method+for+measuring+the+temporal+discrimination+threshold+for+movement+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neural+Eng%22%5BJournal%5D)">Non-parametric bootstrapping method for measuring the temporal discrimination threshold for movement disorders.</a> J Neural Eng. 12 (4), 046026(2015).</li>
<li>Wichmann, F. A., Hill, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+psychometric+function%3A+I.+Fitting%2C+sampling%2C+and+goodness+of+fit%5BTitle%5D)+AND+%22Percept+Psychophys%22%5BJournal%5D)">The psychometric function: I. Fitting, sampling, and goodness of fit.</a> Percept Psychophys. 63 (8), 1293-1313 (2001).</li>
<li>McGovern, E. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+stimulus+presentation+methods+in+temporal+discrimination+testing%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Meas%22%5BJournal%5D)">A comparison of stimulus presentation methods in temporal discrimination testing.</a> Physiol Meas. 38 (2), N57-N64 (2017).</li>
<li>Scontrini, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Somatosensory+temporal+discrimination+in+patients+with+primary+focal+dystonia%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurol+Neurosurg+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Somatosensory temporal discrimination in patients with primary focal dystonia.</a> J Neurol Neurosurg Psychiatry. 80 (12), 1315-1319 (2009).</li>
<li>Nardella, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inferior+parietal+lobule+encodes+visual+temporal+resolution+processes+contributing+to+the+critical+flicker+frequency+threshold+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Inferior parietal lobule encodes visual temporal resolution processes contributing to the critical flicker frequency threshold in humans.</a> PLoS One. 9 (6), e98948(2014).</li>
<li>Pastor, M. A., Macaluso, E., Day, B. L., Frackowiak, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Putaminal+activity+is+related+to+perceptual+certainty%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Putaminal activity is related to perceptual certainty.</a> Neuroimage. 41 (1), 123-129 (2008).</li>
<li>Isa, T., Hall, W. C. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19710376">Exploring the superior colliculus in vitro.</a> J Neurophysiol. 102 (5), 2581-2593 (2009).</li>
<li>Isa, T., Endo, T., Saito, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+visuo-motor+pathway+in+the+local+circuit+of+the+rat+superior+colliculus%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The visuo-motor pathway in the local circuit of the rat superior colliculus.</a> J Neurosci. 18 (20), 8496-8504 (1998).</li>
<li>Kaneda, K., Isa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((GABAergic+mechanisms+for+shaping+transient+visual+responses+in+the+mouse+superior+colliculus%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">GABAergic mechanisms for shaping transient visual responses in the mouse superior colliculus.</a> Neuroscience. 235, 129-140 (2013).</li>
<li>Ramos, V. F., Esquenazi, A., Villegas, M. A., Wu, T., Hallett, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temporal+discrimination+threshold+with+healthy+aging%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol+Aging%22%5BJournal%5D)">Temporal discrimination threshold with healthy aging.</a> Neurobiol Aging. 43, 174-179 (2016).</li>
</ol>

Rebecca B Beck, Eavan M Mc Govern, John Butler, Dorina Birsanu, Brendan Quinlivan, Ines Beiser, Shruti Narasimham non avere nessun fonti di finanziamento, informazioni finanziarie o conflitto di interessi per dichiarare. Michael Hutchinson riceve borse di ricerca da distonia Irlanda, Health Research Board d'Irlanda (CSA-2012-5), Fondazione per la ricerca di distonia (Belgio) e l'Istituto irlandese di neuroscienze cliniche. Sean O'Riordan segnala la ricezione di un altoparlante'onorario di s da Abbvie. Richard Reilly riceve fondi dalla Science Foundation Ireland, Enterprise Ireland e la Health Research Board d'Irlanda.

Analisi e misurazione di TDT
Due forme di apparato (tavolo e cuffie), due metodi di presentazione dello stimolo (scala e casuale) e due approcci all'analisi dei dati (tradizionale e distribuzione) sono stati presentati per illustrare come misurare e quantificare una persona di temporale capacità di discriminazione. L'auricolare portatile offre un'opzione conveniente hardware che garantisce la coerenza in distanza e angoli tra il partecipante e le fonti di luce LED permettendo ...

Discriminazione temporale descrive la capacità di una persona di discriminare, o percepire, rapidi cambiamenti nel loro ambiente. La soglia di discriminazione temporale (TDT) è l'intervallo di tempo minimo in cui un individuo può percepire che due stimoli sensoriali sequenziali sono asincroni. Discriminazione temporale è stato indicato per essere anormalmente prolungata nei disordini che interessano i gangli basali, tra cui la distonia1,2,3,4,5,6 , 7.
La distonia è il terzo più comune disordine di movimento neurologici - dopo Parkinson'la malattia di s e tremore essenziale. È caratterizzata da contrazioni muscolari continuo o intermittente causando anormali, spesso, movimenti ripetitivi o posture8. La distonia può colpire qualsiasi parte del corpo. Quando colpisce una parte del corpo è noto come distonia focale8. Distonia che interessano i muscoli del collo è conosciuta come distonia cervicale ed è il fenotipo più comune di distonia focale isolato idiopatica adulta. 9 , 10 la patogenesi della distonia cervicale rimane sconosciuta; esso è considerato una malattia genetica autosomica dominante e penetranza marcatamente ridotta. Fattori ambientali sono considerati importanti in relazione alla espressione e penetranza della malattia.
Il collicolo superiore, una struttura sensorimotoria situato nel midbrain dorsale, è importante per la determinazione rapida di stimoli ambientali nel processo di orientamento attenzionale covert2,11,12. Stimoli visivi accedere rapidamente il collicolo superiore attraverso la via magnocellulare retino-tectal. La TDT è una misura semplice, oggettiva, creduta per rappresentare il trattamento di visual (e altri stimoli sensoriali) negli strati superficiali del collicolo superiore. La TDT è stato studiato nei soggetti con distonia cervicale, loro parenti inalterati e i partecipanti sani di controllo. Rispetto ai partecipanti di controllo di pari età e sesso, un anormale TDT ha alta sensibilità (97%, 36 di 37 pazienti) e specificità (98-100%) nella distonia cervicale1. Un TDT anormale è stato trovato nel 50% dei inalterati parenti di primo grado femminili dei pazienti affetti da distonia cervicale (14 di 25, invecchiati 48 anni o più vecchi), dimostrando la penetranza età - e sesso-correlate con l'eredità dominante autosomal13, 14. un anormale TDT in parenti inalterati dei pazienti con distonia cervicale (rispetto ai parenti con TDTs normale) è associato con aumento di volume del putamen (dalla morfometria basata sui voxel)15 e ridotta attività del putamen (mediante fMRI)4 . Il collicolo superiore è considerato un significativo nodo in una rete neuronale, che è disfunzionale nella distonia cervicale12. La valutazione della discriminazione temporale è considerata come fornire importanti indizi per la distonia cervicale sottostante pathomechanisms.
L'obiettivo di questo articolo è di presentare due metodi per la misurazione e l'analisi temporale discriminazione, nonché dimostrando l'applicazione di questo metodo per studiare la fisiopatologia della distonia cervicale.

<table><tbody><tr><td>Il set di teste TDT</td><td>può essere fornito dal Trinity Centre for Bioengineering, Trinity College di Dublino. In alternativa, le istruzioni complete sono disponibili per il download gratuito da http://www.dystoniaresearch.ie/temporal-discrimination-threshold/</td> <td>1</td><td>Un dispositivo portatile su misura per la presentazione di stimoli visivi.</td></tr><tr><td>La scatola LED da tavolo TDT</td><td>può essere fornita dal Trinity Centre for Bioengineering, Trinity College di Dublino. In alternativa, le istruzioni complete sono disponibili per il download gratuito da http://www.dystoniaresearch.ie/temporal-discrimination-threshold/</td> <td>2</td><td>Un dispositivo da tavolo costruito su misura per la presentazione di stimoli visivi.</td></tr><tr><td>Il microcontrollore</td><td>può essere fornito dal Trinity Centre for Bioengineering, Trinity College di Dublino. In alternativa, le istruzioni complete sono disponibili per il download gratuito da http://www.dystoniaresearch.ie/temporal-discrimination-threshold/</td> <td>3</td><td>Un microcontrollore costruito su misura per l'erogazione di stimoli visivi in scala o in ordine casuale, con intervalli precisi tra gli stimoli.</td></tr></tbody></table>

la misura e l'analisi della soglia di discriminazione temporale applicata alla distonia cervicale

Measurement &amp; Analysis of the Temporal Discrimination Threshold Applied to Cervical Dystonia

La soglia di discriminazione temporale (TDT) è l'intervallo di tempo minimo in cui un osservatore può discriminare due sequenziali stimoli come essendo asincroni (in genere 30-50 ms). Essa ha dimostrato di essere anormale (prolungati) in disturbi neurologici, tra cui la distonia cervicale, un fenotipo di inizio adulto idiopatico isolato distonia focale. La TDT è una misura quantitativa della capacità di percepire i cambiamenti veloci nell'ambiente ed è considerato indicativo del comportamento dei neuroni visual nel collicolo superiore, un nodo di chiave nell'orientamento attenzionale segrete. Questo articolo definisce metodi per la misurazione la TDT (tra cui due opzioni hardware e due modalità di presentazione di stimoli). Inoltre esploriamo due approcci di analisi dei dati e calcolo di TDT. L'applicazione della valutazione della discriminazione temporale alla comprensione della patogenesi della distonia cervicale e distonia focale isolato idiopatica adulta inoltre è discussa.

Esempi di pieno punteggio fogli sono forniti nelle tabelle 1 e 2, dove questi rappresentano rispettivamente risultati a seguito della scala e metodi di presentazione dello stimolo casuale. Le soglie per ogni corsa (i tempi del primo di tre paia di stimolo considerato diverse ''), sono evidenziate. Nel caso di tabella 1, la TDT è calcolato come 25 ms (cioè, la mediana di 40, 25, 25, 25, 45, 25, 40, 10 ms). Questi ...

Metodi per la misurazione e l'analisi della soglia temporale discriminazione sono presentati e sua applicazione allo studio della patogenesi della distonia cervicale sono discusse.

La misura e l'analisi della soglia di discriminazione temporale applicata alla distonia cervicale

The temporal discrimination threshold (TDT) is the shortest time interval at which an observer can discriminate two sequential stimuli as being ...

Misurazione e analisi della soglia di discriminazione temporale applicata alla distonia cervicale. L'individuazione dei cambiamenti ambientali è la chiave per la sopravvivenza. La nostra capacità di percepire tale cambiamento e reagire rapidamente dipende da una rete all'interno del mesencefalo.Questa importante rete emette comandi motori e risponde ai cambiamenti ambientali e dirige la nostra attenzione in modo riflessivo. Il termine discriminazione temporale descrive la capacità di una persona di discriminare o percepire rapidi cambiamenti nel proprio ambiente. L'obiettivo di questo articolo è quello di presentare due metodi per la misurazione e l'analisi della discriminazione temporale e di dimostrare l'applicazione di questa tecnica allo studio della distonia cervicale.La soglia di discriminazione temporale è l'intervallo di tempo più breve in cui un osservatore può discriminare tra due stimoli asincroni e percepirli come se si verificassero separatamente. È stato dimostrato che la discriminazione temporale è anormale o prolungata nei disturbi che colpiscono i gangli della base, inclusa la distonia. La distonia è il terzo disturbo del movimento più comune dopo il morbo di Parkinson e il tremore essenziale.È caratterizzata da contrazioni muscolari sostenute o intermittenti che causano movimenti o posture anormali, spesso ripetitivi. La patogenesi della distonia cervicale non è nota. La distonia può colpire qualsiasi parte del corpo.Quando colpisce una parte del corpo, è nota come distonia focale. La distonia che colpisce i muscoli del collo è nota come distonia cervicale ed è la forma più comune di distonia focale ad esordio nell'età adulta. La soglia di discriminazione temporale viene misurata negli individui con distonia cervicale, nei loro parenti non affetti e nei controlli sani.Si ritiene che questa tecnica possa fornire informazioni sull'attività dei neuroni sensoriali visivi negli strati superficiali del collicolo superiore e che questa intuizione possa forse fornire indizi sui meccanismi patologici alla base della distonia cervicale. Gli stimoli visivi, due LED gialli, sono racchiusi in soluzioni hardware personalizzate che consentono di presentare gli stimoli con gli intervalli di interstimolo di millisecondi desiderati. Sono state sviluppate due opzioni hardware.Il primo è il tradizionale metodo da tavolo da laboratorio in cui i LED sono posizionati a sette gradi dal punto centrale del soggetto sui lati sinistro e destro. Questo esperimento viene condotto in una stanza buia. La seconda soluzione hardware è un auricolare portatile che consente di eseguire i test in qualsiasi luogo.Questa soluzione hardware fornisce coerenza nella distanza e negli angoli tra gli stimoli e il partecipante. Dopo la presentazione di ciascuna coppia di stimoli, il partecipante risponde in modo identico o diverso a seconda che percepisca gli stimoli come sincroni o asincroni. L'approccio standard alla presentazione degli stimoli è un approccio a scale.Questo metodo consiste nel presentare all'individuo stimoli progressivamente asincroni. Gli stimoli vengono presentati ogni cinque secondi con l'intervallo interstimolo che aumenta di cinque millisecondi ogni volta. La prova termina quando un partecipante risponde in modo diverso per tre coppie consecutive di stimoli.L'esperimento viene ripetuto quattro volte a sinistra e a destra, per un totale di otto corse. La soglia di discriminazione temporale viene calcolata prendendo la mediana delle soglie di ciascuna delle otto corse per quell'individuo. A causa di un potenziale effetto di apprendimento nel metodo della scala, abbiamo sviluppato un metodo di ordine di presentazione randomizzato.Le coppie di stimoli vengono ancora presentate ogni cinque secondi, ma l'intervallo interstimolo varia in modo casuale da zero a 100 millisecondi. Il metodo standard di analisi dei dati di discriminazione temporale produce un singolo valore espresso in millisecondi. Usiamo questo valore per calcolare il punteggio zed per ogni individuo.Il punteggio zed è definito come la differenza tra il valore della soglia di discriminazione temporale o TDT del partecipante e il TDT medio di una popolazione di controllo di pari età diviso per la deviazione standard dei valori TDT per quella popolazione di controllo. I valori di TDT che determinano punteggi zed superiori a 2,5 sono considerati anormali. Sebbene questo approccio sia stato ampiamente utilizzato e la TDT abbia dimostrato di essere un endofenotipo forte e selettivo, si tratta comunque di un singolo valore.Per caratterizzare completamente i dati di un partecipante, abbiamo ampliato la nostra analisi per adattare i suoi dati a una distribuzione gaussiana cumulativa. La media di questa distribuzione rappresenta il punto in cui i partecipanti hanno la stessa probabilità di rispondere in modo identico o diverso. Questo punto è indicato come il Punto di Uguaglianza Soggettiva.La deviazione standard della distribuzione gaussiana, nota anche come Just Noticeable Difference, indica quanto i partecipanti siano sensibili ai cambiamenti nell'asincronia temporale intorno alla loro media. Il metodo viene rafforzato sottoponendo i dati a un'analisi bootstrap non parametrica per ottenere intervalli di confidenza del 95% per ciascun partecipante. Entrambe le metriche sono correlate alla soglia di discriminazione temporale, ma sono indipendenti l'una dall'altra.Questo metodo di analisi ha il potenziale per rivelare sottili differenze tra il paziente e il gruppo di controllo che potrebbero non essere evidenti dal metodo standard. I geni patogenetici sono stati identificati in meno dell'1% dei casi di distonia focale ad esordio nell'età adulta. L'endofenotipo è un marcatore subclinico del trasporto genetico che può aiutarci a comprendere i meccanismi patologici della malattia.La soglia di discriminazione temporale, un potenziale endofenotipo per la distonia focale ad esordio nell'età adulta, è anormale fino al 97% dei pazienti e in circa il 50% dei loro parenti clinicamente non affetti. Inoltre, una TDT anormale segue un modello correlato all'età e al sesso simile a quello della distonia cervicale. Questi risultati suggeriscono un'eredità autosomica dominante e supportano l'uso della TDT come endofenotipo per la distonia focale ad esordio nell'età adulta e in particolare per la distonia cervicale.Un TDT anomalo può essere interpretato come una ridotta capacità di rilevare o discriminare il cambiamento ambientale. Il collicolo superiore situato nella parte posteriore del mesencefalo svolge un ruolo fondamentale nel rilevare e reagire agli stimoli salienti. Diamo un'occhiata più da vicino a questa struttura.Il collicolo superiore è una struttura laminata accoppiata situata nel mesencefalo dorsale. È il centro primario del tronco encefalico per la trasformazione delle informazioni spaziali della posizione target e per l'orientamento del movimento della testa e degli occhi. Il collicolo superiore è costituito da diversi strati con un'organizzazione distinta.Tuttavia, può essere separato funzionalmente in uno strato superficiale e profondo. Lo strato superficiale riceve input diretti dal sistema visivo e contiene una mappa topografica del mondo circostante in coordinate retinotopiche. I neuroni visio-sensoriali rispondono agli stimoli ambientali salienti che a loro volta codificano la posizione degli oggetti in una mappa retinotopica.I neuroni premotori nello strato profondo proiettano verso altre regioni del cervello che, quando si eccitano, si accendono ad alte frequenze, generando rapidi movimenti oculari noti come saccadi nella direzione del bersaglio. Lo strato profondo contiene anche motoneuroni che proiettano verso il midollo cervicale superiore attraverso la via tectospinale. Quando questi neuroni vengono attivati, la testa si gira verso il bersaglio.L'attività collicolare superiore è modulata dall'acido gamma-aminobutirrico o GABA, un neurotrasmettitore inibitorio. L'attività GABAergica inibitoria limita la durata della risposta transitoria sia nei neuroni sensoriali visivi nello strato superficiale che nei neuroni premotori nello strato profondo del collicolo superiore. In risposta a uno stimolo visivo, la maggior parte dei neuroni nello strato superficiale mostra una risposta transitoria all'accensione.L'inibizione GABAergica quindi silenzia questa risposta, consentendo ai neuroni di essere pronti a rispondere di nuovo quando lo stimolo visivo viene disattivato. Se il GABA è insufficiente, questi neuroni possono diventare attivi in modo disfunzionale. Si ipotizza che un'insufficiente inibizione GABAergica provochi un'attivazione prolungata dei neuroni visio-sensoriali dando origine a una discriminazione temporale anormale.Inoltre, si ipotizza che i movimenti anomali caratteristici della distonia cervicale provochino anche un'insufficiente inibizione GABAergica che causa un'attivazione prolungata dei motoneuroni negli strati profondi del collicolo superiore. Abbiamo dimostrato che la discriminazione temporale può essere misurata in modo semplice ed efficiente e che questo semplice strumento è un endofenotipo affidabile per la distonia cervicale. Inoltre, può potenzialmente fornire informazioni sui meccanismi patologici di questo disturbo.

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