Utilizzo della disuguaglianza del modello di gara per quantificare gli effetti di integrazione multisensoriali comportamentali

Stabilire un metodo riproducibile per calcolare l'entità degli effetti di integrazione multisensoriale è significativo, in quanto contribuirà a facilitare la futura ricerca traslazionale tra diverse popolazioni cliniche. Il vantaggio principale della nostra tecnica è che siamo in grado di quantificare un robusto fenotipo di integrazione multisensoriale che viene successivamente associato a importanti risultati cognitivi e motori nell'invecchiamento, come equilibrio, cadute, andatura e funzioni esecutive. Inizia usando il software di presentazione dello stimolo per programmare un semplice esperimento del tempo di reazione con tre condizioni sperimentali, solo visive, somatosensoriale e somatosensoriale visivo simultaneo.

Utilizzare un generatore di stimolo con tre caselle di controllo. Le scatole di controllo sinistra e destra contengono diodi bilaterali che emettono luce blu che si illuminano per la stimolazione visiva e motori bilaterali con ampiezza delle vibrazioni da 0,8 G che vibrano per la stimolazione somatosensoriale, nonché alloggiamento in plastica per gli stimolatori. Quindi, posizionare una casella di controllo fittizia centrale equidistante dalle caselle di controllo sinistra e destra e apporre un adesivo di destinazione visivo per fungere da punto di fissazione.

Dopo aver impostato l'esperimento, scortare il partecipante nella sala prove. Far sedere il partecipante in posizione verticale e riposare comodamente le mani sulle caselle di controllo sinistra e destra. Posizionare strategicamente le dita indice sui motori vibranti montati sul retro della scatola di controllo e i pollici sulla parte anteriore della scatola di controllo sotto i LED, per non bloccare la luce.

Assicurarsi che gli stimoli somatosensoriale non siano udibili fornendo ai partecipanti cuffie su cui viene riprodotto un rumore bianco continuo a un livello confortevole. Fare in modo che il partecipante utilizzi un pedale situato sotto il piede destro come response pad. Infine, chiedere al partecipante di rispondere a ogni stimolo il più rapidamente possibile, indipendentemente dal fatto che lo senta, lo veda o lo senta e lo veda.

Inizia l'analisi escludendo i partecipanti che non sono in grado di raggiungere una precisione del 70% corretta o maggiore su una condizione di stimolo. Considerare le prove imprecise se un partecipante non risponde a uno stimolo entro il periodo di tempo di risposta impostato e impostare il tempo di reazione corrispondente, o RT, sull'infinito piuttosto che escludere lo studio dall'analisi. I dati RT sono ordinati in ordine crescente in base alla condizione sperimentale.

Posizionare le condizioni visive, somatosensoriale e VS in colonne separate di dati RT ordinati. Assicurarsi che ogni riga rappresenti una versione di valutazione e che ogni cella rappresenti l'RT effettivo. Si noti che non utilizzare procedure di taglio dei dati che eliminano RT molto lenti, in quanto ciò pregherà la distribuzione dei dati RT. Assicurarsi che gli RT chiaramente outlier siano impostati su infinity.

Quindi, per collocare i dati RT, identificare l'RT più veloce e il più lento. Sottrarre l'RT più lento dal più veloce per calcolare l'intervallo RT dell'individuo in tutte le condizioni di test. Bin RT dati dallo 0% al 100% in incrementi del 5%prendendo l'RT più veloce e aggiungendo gradualmente il 5% all'intervallo RT calcolato in precedenza fino a quando non viene contabilizzata il 100% dei dati RT, per ottenere 21 collocazioni di tempo. Successivamente, all'interno di un foglio di calcolo per computer, utilizzare una funzione di frequenza in cui matrice uno è uguale ai RT effettivi per una delle condizioni sperimentali e array due è uguale ai 21 contenitori RT quantizzati precedentemente calcolati divisi per il numero totale di prove, 45, per condizione.

Quindi, creare la frequenza di distribuzione cumulativa, o CDF, sommando il totale corrente delle probabilità tra i contenitori quantizzati per ciascuna delle tre condizioni sperimentali. Il CDF della condizione multisensorie rappresenta il CDF effettivo. Per calcolare il CDF previsto, sommare i due CDF unisensory con un limite superiore impostato su uno.

Utilizzare questa formula in ciascuno dei 21 contenitori di tempo quantizzati. Inizia dall'zero° percentile e continua fino al 100° percentile per il bin 21. Successivamente, per condurre il test della disuguaglianza del modello di gara, sottrarre il CDF previsto dal CDF effettivo per ciascuno dei 21 contenitori di tempo quantizzati per ottenere i valori di differenza.

Tracciate questi 21 valori come un grafico a linee, dove l'asse x rappresenta ciascuno dei collocatori di tempo quantizzati e l'asse y rappresenta la differenza di probabilità tra i CTF effettivi e previsti. Qui, i valori positivi a qualsiasi latenza indicano l'integrazione degli stimoli unisensori e riflettono una violazione del RMI. Per quantificare l'effetto multisensorie a livello di gruppo, raggruppare in media i singoli dati RMI tra tutti i partecipanti.

Utilizzare un foglio di calcolo per assegnare singoli utenti a righe e collocazioni di tempo alle colonne. Quindi, in un nuovo foglio di calcolo, inserire i valori di differenza 21 calcolati in precedenza in singole righe e valori medi all'interno delle collocazioni di tempo per creare una forma d'onda di differenza media del gruppo. Quindi, tracciate i valori medi del gruppo 21 come grafico a linee, dove l'asse x rappresenta ciascuno dei collocazioni di tempo quantizzati e l'asse y rappresenta la differenza di probabilità tra i CDF.

Infine, calcola l'area sotto la curva per ogni individuo usando i dati del partecipante come esempio. Sommare il valore della differenza CDF nella collocazione ora uno con il valore della differenza CDF nel 2a collocazione del tempo, quindi dividere per due. Ispezionare visivamente ogni coppia consecutiva di collocazioni di tempo contenenti valori positivi.

Quindi, somma questi risultati per generare l'AUC totale dell'onda di differenza CDF durante l'intervallo percentile violato da 0,00 a 0,10. I risultati indicano una violazione media di gruppo che si verifica nell'intervallo da zero al 10% percentile per un campione di 333 adulti più anziani. Il numero totale di valori positivi, zero, uno, due o tre, per questi tre quantili, da 0,00 a 0,10, determina a quale gruppo di classificazione multisensoriale è assegnata una persona, rispettivamente carente, povera, buona o superiore.

Come abbiamo descritto in precedenza, è fondamentale evitare le procedure di taglio dei dati, in quanto si tratta di una distorsione delle distribuzioni RT. I tempi di reazione lenti e le prove omesse devono essere impostati sull'infinito. L'obiettivo principale era quello di sviluppare un solido fenotipo di integrazione multisensoriale.

Detto questo, siamo consapevoli dei modelli differenziali di integrazione multisensoriali nell'invecchiamento, e il nostro prossimo passo sarà scoprire le reti neurali responsabili di tali processi integrativi, determinando al contempo come specifiche alterazioni strutturali o funzionali contribuiscono ai modelli di integrazione differenziale. Stiamo lavorando per identificare i correlati neurali associati all'integrazione visivo-somatosensoriale nell'invecchiamento, e crediamo che tali sviluppi forniranno approfondimenti su diverse malattie, tra cui, a titolo orario ma non limitato, l'Alzheimer e il Parkinson.