この論文は、口腔顔面皮膚ストレッチ刺激後の体性感覚イベント関連電位を取得する方法を紹介します。現在の方法は、体性感覚求心性神経が発話と発話知覚の両方に及ぼす影響を評価するために用いることができる。
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この記事について
サマリー
要約
発話における口腔顔面体性感覚機能に関連する皮質処理は、正確で制御された刺激を提供することが困難であるため、実験的な注目が限られています。本稿では、ロボットデバイスを用いた皮膚変形を伴う新しい機械的刺激法を用いた体性感覚事象関連電位(ERP)を記録する技術について紹介します。顔面皮膚の制御された変形は、皮膚の機械受容器の興奮を通じて運動感覚入力を調節するために使用されます。体性感覚刺激と脳波記録を組み合わせることにより、体性感覚誘発反応を皮質レベルで成功裏に測定できます。 体性感覚刺激は、他の感覚モダリティの刺激と組み合わせて、多感覚相互作用を評価することができます。発話については、口腔顔面刺激と発話音刺激を組み合わせて、タイミングの違いの影響を含む多感覚処理の寄与を評価します。ERP録音により、音声知覚および音声生成中の口腔顔面体性感覚刺激を正確に制御する能力は、音声の神経組織と神経表現に関する新たな洞察を提供する重要なツールです。
概要
スピーチの生産は、聴覚と体性感覚情報の両方に依存しています。聴覚と体性感覚フィードバックは、幼児によって生成最古の発声からの組み合わせで発生し、両方のは、音声運動学習に関与しています。最近の結果は、体性感覚プロセスは知覚だけでなく、生産に寄与することを示唆しています。例えば、音声の識別は、参加者が聴覚刺激1に耳を傾けるように、ロボット装置は、顔の皮膚を伸ばしたときに変更されている鳴ります。聴覚音声刺激と一致頬に空気パフは、参加者の知覚判断を変える2。
これらの体性感覚の効果は、皮膚の変形に応じて皮膚の機械受容器の活性化を含みます。皮膚は、移動中に、様々な方法で変形され、そして皮膚の機械受容は力覚3,4に寄与することが知られています。皮膚の機械受容の運動感覚役割は悪魔であります運動に関連した皮膚の株が適切に皮膚ストレッチ6のパターンに応じて屈曲または延長の動きとして認識されている最近の知見5-7によりstrated。付随顔の皮膚の伸縮性のスピーチで、特定の発話の繰り返しである音声モーター訓練のコースで、調音パターンが適応的に変更する7。これらの研究は、動作中に、皮膚の伸張を調節する感覚系の運動感覚機能の皮膚求心性の寄与を評価するための方法を提供することを示しています。
口腔顔面皮膚の機械受容の....
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プロトコル
現在の実験プロトコルは、イェール大学人間調査委員会によると、倫理的な行動の指針に従っています。
1. Electroenchephalopgaphy（EEG）の準備
- 適切な脳波キャップを決定するために、ヘッドサイズを測定します。
- 測定テープでナジオンとイニオン間の中間点を見つけることによって、頂点の位置を特定します。
- Czにとして予め定められた頂点を使用して、頭の上に脳波キャップを配置します。 1.2で行われたように測定テープを使用してキャップを配置した後、再度のCzを調べます。脳波キャップが電極ホルダーが装備され、64の電極（または所有者）の配置はCzを11に基づいて、事前に指定された座標系に変更された10〜20システムに基づいていることに注意してください。
注：この代表的なアプリケーションは、頭皮分布の変化を評価するために64の電極構成を使用して、ソース分析のため。シンプルなアプリケーション（振幅と潜時の事象関連電位の変化）についてはUSIngの少ない電極が可能です。ここで使用されるEEGシステム内のグラウンド用の2つの追加の電極があります。これらの電極ホルダーもキャップ内に含まれています。 - 使い捨て注射器を使用して、電極ホルダーに電極ゲルを適用します。
- 電極のラベルと一致する電極ホルダーに及び電極キャップの電極ホルダーに（接地電極を含む）EEG電極を取り付けます。
- ア....
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結果
このセクションでは、顔の皮膚の変形による体性感覚刺激に応答した代表的な事象関連電位を示しています。実験は、図1に示されている。正弦波刺激が（参考として、 図3Aを参照）経口角度に顔の皮膚の横に適用しました。百ストレッチ試験は合計でテスト12の参加者と参加者ごとに記録しました。水平方向および垂直方向の電気眼球運動記録法信号（150±以上μV）に基づいてオフラインで点滅し、眼球運動アーチファクトと試行を除去した後、試験の85％以上を平均しました。 EEG信号は0.5〜Hzのバンドパスフィルターで濾過し、すべての電極間の平均に再基準とした。 図2は、選択された代表電極から平均感覚のERPを示します。正面の地域では、ピーク負の電位が100〜200ミリ秒経口で誘導しました目の刺激開始は、200〜300ミリ秒で、正の電位が続きます。最大応答は、正中線電極で観察されました。体性感覚のERP 15-18の以前の研究とは異なり、何も以前の待ち時間（<100ミリ秒.......
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ディスカッション
ここで報告された研究では、顔の皮膚の変形によって生成され、正確に制御体性感覚刺激は、皮質のERPを誘発する証拠を提供します。皮膚求心性神経は、人間の四肢運動5,6と音声動き7,8,21における運動感覚情報3,4の豊富な供給源として知られています。話す時の実際の移動方向を反映した方法で、顔の皮膚をストレッチすると、対応する動きに似た運動感覚を誘発します。正確に制御された皮膚のストレッチとERP記録を組み合わせる方法は、現在の発話行動の広い範囲内に口腔顔面機能の神経基盤を調査するために使用することができます。
機械的刺激と同時EEG記録を使用して、アーティファクトのために継続的な信号を監視することが重要です。皮膚を伸ばすために使用される文字列は、EEG電極とケーブルの近くに位置しているので、特に、電気の可能性がありますアルとモーションアーチファクトはEEG信号内に誘導されています。このアーティファクトは、電気生理学的反応と比較しているため、比較的大きな振幅と周波数の低い識別可能です。記録する前に、文字列の構成を含む刺激の.......
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開示事項
著者らは開示するものは何もない。
謝辞
この作品は、難聴やその他のコミュニケーション障害補助金R21DC013915とR01DC012502、自然科学とカナダの工学研究評議会及び欧州共同体のセブンス枠組み計画（FP7 / 2007から2013グラント契約がない下での欧州研究評議会の国立研究所によってサポートされていました。339152 ）。
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 脳波記録システム | Biosemi | ActiveTwo | |
| 皮膚のストレッチのためのロボットdecice | Geomagic | Phantom Premium 1.0 | |
| EEG対応イヤホン | 語源研究 | ER3A | |
| 視覚および聴覚刺激のためのソフトウェア | 神経行動システム | プレゼンテーション | |
| 電極ゲル | Parker Laboratories, INC | シグナゲル | |
| 両面テープ | 3M | 1522 | |
| シリンジ | Monoject | 412湾曲した先端 | |
| アナログ入力デバイス | 国立研究所 | PCI-6036E | |
| デジタル出力デバイス | 計測コンピューティング | USB-1208FS |
参考文献
- Ito, T., Tiede, M., Ostry, D. J. Somatosensory function in speech perception. Proc Natl Acad Sci U S A. 106, 1245-1248 (2009).
- Gick, B., Derrick, D. Aero-tactile integration in speech perception. Nature. 462, 502-504 (2009).
- McCloskey, D. I.
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再版と許可
