Name: 자음과 불요의 간격의 보컬 생성과 관련된 뇌 활동의 fMRI 맵핑 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-05-23T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 15 s
Description: 배우세요 fMRI를 활용하여 자음과 불요 간격의 보컬 생성 시 뇌 활동을 모니터링하는 방법을. 이 기술은 청각 인지 신경과학에서 운동 및 청각 시스템 활동을 동시에 추적하여 연구에 활용됩니다.

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저자는 Secretaría de Salud de México (HIM / 2011 / 058 SSA. 1009), CONACYT (SALUD-2012-01-182160) 및 DGAPA UNAM (PAPIIT IN109214)에서이 연구에 대한 재정 지원을 인정합니다.

이 프로토콜은 Infantil de México &quot;Federico Gómez&quot;병원의 연구, 윤리 및 안전위원회의 승인을 받았습니다. 1. 행동 사전 테스트 <ol><li> 모든 예상 참가자가 정상 청력 (옥타브 주파수 -8,000 Hz 이상에서 20 dB 청력 레벨 (HL))을 유지하는지 확인하기 위해 표준 순수 톤 청력 검사를 수행하십시오. Edinburgh Handedness Inventory 31 을 사용하여 모든 참가자가 오른 손잡이인지 확인하십시오. </li><li> 간격 시퀀스 생성. <ol><li> 사운드 편집 프로그램을 사용하여 2 옥타브에 걸친 순수 톤, G4-G6을 생성합니다. 참고 : 여기에는 무료 오픈 소스 사운드 편집 소프트웨어 인 Audacity가 설명되어 있습니다. 이 목적을 위해 다른 패키지가 사용될 수 있습니다. <ol><li> 각 음색마다 사운드 편집 소프트웨어에서 새 프로젝트를 엽니 다. </li><li> &quot;Generate&quot;메뉴에서 &quot;Tone&quot;을 선택하십시오. 표시되는 창에서사인 파형, 진폭 0.8, 지속 시간 1 초를 선택하십시오. 원하는 음표에 해당하는 주파수 값을 입력하십시오 ( 예 : A4의 경우 440 Hz). &quot;OK&quot;버튼을 클릭하십시오. </li><li> &#39;파일&#39;메뉴에서 &#39;오디오 내보내기&#39;를 선택하십시오. 열리는 창에서 원하는 오디오 파일 이름을 입력하고 원하는 파일 형식으로 WAV를 선택하십시오. &#39;저장&#39;을 클릭하십시오. </li></ol></li><li> 표 1에 따라 자음 2 개와 불협화음 2 개를 선택하여 각 자음 간격이 불협화음 간격에 가깝도록하십시오. 참고 : 예를 들어, 완벽한 5 번과 1 옥타브의 자음 간격과 증강 된 4 번 (트리톤)의 불협화음 간격과 주요 7 번을 고려하십시오. 이들은 저자가 실시한 연구에서 선택된 간격입니다. </li><li> G4와 G6 사이의 범위에서이 네 개의 간격에 해당하는 모든 가능한 노트 조합을 생성하십시오. <ol><li> each 간격으로 사운드 편집 소프트웨어에서 새 프로젝트를 열고 &quot;파일&quot;메뉴에서 &quot;오디오 가져 오기&quot;를 사용하여 연결될 두 WAV 파일을 가져옵니다. </li><li> 커서를 두 번째 톤 위의 아무 지점에 놓고 클릭하여 선택합니다. &quot;편집&quot;메뉴에서 &quot;모두 선택&quot;을 클릭하십시오. 동일한 메뉴에서 &#39;복사&#39;를 클릭하십시오. </li><li> 커서를 첫 번째 음색 위에 놓고 클릭하십시오. &quot;편집&quot;메뉴에서 &quot;커서를 트랙 끝으로 이동&quot;을 클릭 한 다음 동일한 메뉴에서 &quot;붙여 넣기&quot;를 클릭하십시오. 단계 1.2.1.3에서 설명한대로 오디오를 내 보냅니다. </li></ol></li><li> 무작위 순서 생성기를 사용하여 4 개의 서로 다른 간격이 정확하게 25 배 30 발생하는 방식으로 의사 임의 생성 된 100 개의 간격으로 구성된 시퀀스를 생성합니다. 이를 수행하려면 통계 분석 소프트웨어의 무작위 순열 함수를 사용하십시오 (재료 표 참조). 네 개의 interv를 입력하십시오.인수로서이 프로세스를 25 번 반복하는 루프를 만듭니다. </li><li> 행동 연구 소프트웨어를 사용하여 두 가지 별개의 실행을 생성하십시오. 각 실행에 대해 WAV 형식으로 100 간격의 시퀀스를로드하고 각 간격의 ID를 단일 시도 30에 연결 하십시오. 참고 : 여기서 E-Prime 행동 연구 소프트웨어가 사용됩니다. 다른 동등한 행동 연구 소프트웨어를 사용할 수 있습니다. </li></ol></li><li> 참가자들에게 각 100 개의 간격으로 두 개의 시퀀스를 듣고, 각 시퀀스는 다른 작업과 자체 지침 집합과 관련되어 있음을 설명합니다. 두 번의 달리기에서 유효한 키를 누를 때만 다음 간격이 재생된다는 것을 참가자들에게 알려줍니다. 참고 : 간격 인식 시퀀스가 ​​시작되면 간섭 과정이 중단되어서 모든 참가자가 가능한 한 명확하게 행동해야합니다. <ol><li> 참가자들에게 노트북 컴퓨터 앞에 앉게하십시오.제공된 헤드폰을 착용하십시오. 양질의 헤드폰을 사용하십시오. 각 피사체의 음량을 편안한 수준으로 조정하십시오. </li><li> 여기에 설명 된 행동 연구 소프트웨어를 사용하는 경우 1.2.5 단계에서 작성된 작업을 전자 실행으로 엽니 다. 나타나는 창에서 세션과 제목 번호를 입력하고 &quot;확인&quot;을 클릭하십시오. 세션 번호를 사용하여 각 참가자의 실행을 구별합니다. 참고 : 진행중인 작업에 대한 지침이 화면에 표시되고 작업 자체의 시작이 표시됩니다. <ol><li> 첫째, 2 단계 대안 강제 선택 과제에서 참가자가 듣는 간격이 자음인지 불협화음인지 구분할 수 있습니다. 참가자가 컴퓨터 키보드에서 &quot;C&quot;를 누르고 자음을 보려면 &quot;D&quot;를 누르고 불협화음을 위해서는 &quot;D&quot;를 누릅니다. 참고 : 모든 참가자는 온실에서 음악 교육을받을 것으로 예상되므로 모두 자발적으로 자음과 단호하게 구분할 수 있어야합니다.sonant intervals. 첫 번째 과제는 어떤면에서 이것이 사실 인 것을 확인하는 역할을합니다. </li><li> 둘째, 4 가지 대체 강제 선택 과제에서 참가자들에게 간격을 확인하게하십시오. 참가자들에게 컴퓨터 키보드의 숫자 &quot;4&quot;, &quot;5&quot;, &quot;7&quot;및 &quot;8&quot;을 눌러 각각 4 번째, 5 번째, 7 번째 및 8 번째 악보의 간격을 확인하십시오. </li></ol></li><li> 각 작업이 끝나면 &quot;확인&quot;을 눌러 각 참가자의 결과를 주제 및 세션 번호와 확장자 .edat2로 표시된 개별 E-DataAid 2.0 파일에 자동 저장합니다. </li><li> 통계 분석 소프트웨어 ( 예 : Matlab, SPSS Statistics 또는 오픈 소스 대안)를 사용하여 각 작업의 성공률을 계산합니다 ( 예 : 간격이 자음인지 불협화음인지를 식별 할 때 성공한 백분율 및 int자신과 함께), 개별적으로 그리고 그룹으로 32 . </li></ol></li></ol> 2. fMRI 실험 <ol><li> fMRI 세션 준비. <ol><li> 다시 1.2.3 단계와 동일한 간격의 시퀀스를 생성합니다. 다시 한 번 각각 1 초의 순음을 사용합니다. 참고 : 이제 참가자의 보컬 범위를 고려해야하며 모든 노트는 각 참가자의 노래 범위 내에서 편안하게 떨어 져야합니다. <ol><li> 무작위 순서 생성기를 사용하여 수신 전용 시험을위한 30 개의 간격으로 무작위 순서를 만듭니다 30 . 노래 재판을 위해 참가자들이 특정 간격을 듣고이 대상 간격을 노래하는 목소리와 일치시키는 120 개의 간격으로 의사 랜덤 화 된 순서를 만듭니다. 의사 랜덤 화 된 시퀀스의 경우, 1.2.4 절에서 설명한 것과 동일한 방법을 사용하여 4 개의 간격을 인수로 다시 사용하지만 n이 과정을 30 번 반복하십시오. </li><li> 1.2.5 단계와 동일한 절차를 거쳐 행동 연구 소프트웨어를 사용하여 처음에는 10 회의 침묵 기준선, 10 회 연속 청취 전용 시험, 마지막으로 40 연속 노래 재판으로 구성된 세 가지 별개의 실행을 생성합니다. 참고 :베이스 라인 시도 중에는 네 개의 간격이 무작위 순서로 나타나고 노래 재판 중에는 네 개의 간격이 각 간격이 결국 정확하게 10 번 표시되는 방식으로 의사 임의화된 순서로 나타납니다. 각 시험의 지속 시간은 10 초이므로 하나의 전체 실행은 10 분간 지속됩니다. 각 과목은 3 회의 실험을 거치므로 실험 기간은 30 분입니다. 그러나 참가자가 스캐너에 출입 할 수 있도록하고, 마이크를 설정하고 테스트하는 시간, 해부학 적 스캔을 얻는 시간 및 기능적 실행 사이의 시간에 대해 약 1 시간의 스캐너 시간을 각 참가자에게 할당해야합니다 . </li></ol></li><li> 참가자들에게 2.1.1.2 절에 설명 된대로 시련의 순서를 설명하고 그들이 가질 수있는 의문에 대답하십시오. 참가자들에게 노래 재판 중에 입을 열지 말고 입술을 험하게하고 입술을 계속 유지하면서 &quot;m&quot;소리를 내도록 지시하십시오. </li><li> 비자 성, MR 호환 헤드셋을 노트북에 연결하십시오. 각 피사체의 음량을 편안한 수준으로 조정하십시오. </li><li> 작은 콘덴서 마이크로폰을 차폐 된 꼬인 3 중 케이블을 사용하여 랩탑에 연결된 오디오 인터페이스에 연결하십시오. 참고 : 마이크 전원 공급 장치, 오디오 인터페이스 및 랩톱은 모두 스캐너가있는 공간 밖에 있어야합니다. </li><li> 마이크 주파수 응답을 확인하십시오. 참고 :이 테스트의 목적은 마이크가 스캐너 내부에서 예상대로 작동하는지 확인하는 것입니다. <ol><li> 사운드 편집 소프트웨어에서 새 프로젝트를 시작하고 콘덴서를 선택하십시오.마이크를 입력 장치로 사용하십시오. </li><li> 섹션 1.2.1에서 설명한대로 주파수 및 지속 시간에 적절한 값을 사용하여 10 초 동안 440Hz 테스트 톤을 생성하십시오. </li><li> 노트북의 기본 사운드 재생 소프트웨어를 사용하여 &quot;Play&quot;를 눌러 헤드셋의 안쪽 (머리 받침대 상단)과 바깥 쪽 (조절실)에서 마이크를 통해 테스트 톤을 보내고, 마이크는 측면 사이에 배치합니다 헤드셋의 </li><li> 사운드 편집 소프트웨어에서 &quot;Record&quot;를 눌러 각 위치에 약 1 초의 테스트 톤을 녹음하십시오. </li><li> 각 경우의 &quot;분석&quot;메뉴에서 &quot;플롯 스펙트럼&quot;을 선택하고 각 위치에서 수신 된 신호의 기본 주파수가 440Hz인지 확인하여 스캐너의 내부와 외부의 테스트 톤에 대한 마이크의 응답을 비교하십시오. </li></ol></li><li> 응축기 마이크로폰을 참가자 목에 테이프로 붙이십시오.후두. </li><li> 참가자에게 헤드셋을 착용하게하십시오. 참가자를 자기 공명 (MR) 스캐너에 놓습니다. </li></ol></li><li> fMRI 세션. <ol><li> 세션이 시작될 때 자기 공명 사용자 인터페이스 (MRUI) 소프트웨어 패키지를 엽니 다. MRUI를 사용하여 수집 패러다임을 프로그래밍하십시오. 참고 : 다른 모델간에 인터페이스의 일부 변형이 예상됩니다. <ol><li> 화면 메뉴에서 &quot;환자&quot;옵션을 선택하십시오. 참가자의 이름, 나이 및 체중을 입력하십시오. </li><li> &quot;시험&quot;버튼을 클릭하십시오. 먼저, &quot;머리&quot;를 선택한 다음 사용 가능한 옵션에서 &quot;두뇌&quot;를 선택하십시오. </li><li> &quot;TR&quot;= 10.2 ms, Echo Time (TE) = 4.2 ms, Flip Angle = 90 ° 및 Voxel Size = 1 x와 같은 관련 파라미터에 대해 &quot;3D&quot;를 선택하고 &quot;T1 isometric&quot; 1 x 1 mm 3 . 참고 : 각 참가자에 대해 T1 가중 해부 체적은 be는 해부학 적 참조를 위해 그래디언트 반향 펄스 시퀀스를 사용하여 획득됩니다. </li><li> TE = 40ms, TR = 10s, 획득 시간 (TA) = 3s, TR = 7s의 지연, 플립 (Flip)과 같은 관련 파라미터의 값으로 &quot;프로그램&quot;을 클릭하고 EchoPlanaImage_diff_perf_bold (T2 * 각도 = 90 °, 시야 (FOV) = 256mm 2 , 매트릭스 치수 = 64 x 64입니다. &quot;Dummy&quot;옵션을 사용하여 5 권을 획득하고 총 권 수로 &quot;55&quot;값을 입력하십시오. 참고 :이 값은 그림 1 에 나와 있는 스파 스 샘플링 패러다임에 따라 기능적 T2 * 가중 전체 헤드 스캔을 획득 할 수 있습니다. EPI (echo-planar imaging) &quot;더미&quot;스캔을 수집하고 T1 포화를 허용하기 위해 버려집니다 효과. 일부 MRUI에서 TR 값은 획득이 이루어지는 총 시간으로 간주되므로 3 초가되어야합니다. </li><li> 이 복사물의 사본을 만들려면 &quot;복사&quot;를 클릭하십시오.ence. 시퀀스 목록의 맨 아래에 커서를 놓은 다음 &quot;붙여 넣기&quot;를 두 번 클릭하여 3 개의 연속 된 희소 샘플링 시퀀스를 설정하십시오. </li><li> &quot;시작&quot;을 클릭하여 T1 가중 해부 체적 볼륨 획득을 시작하십시오. </li><li> 단계 2.1.1.2에서 설명한대로 실행과 함께 참가자에게 3 회의 실행을 제시합니다. 스캐너 트리거 상자를 사용하여 스캐너 시작과 동기화를 시작합니다. <ol><li> 1.3.2 절에 설명 된 것과 동일한 절차를 따라 세션 번호를 사용하여 실행을 구분하여 세 번의 실행 중 하나를 시작합니다. 1.3.3 절에 설명 된 것과 동일한 절차를 사용하여 세 번의 전체 실행 결과를 저장하십시오. 참고 : 시범 프리젠 테이션의 타이밍은 체계적으로 ± 500ms 정도 지연됩니다. </li></ol></li></ol></li></ol></li></ol><img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/55419/55419fig1.jpg" /> 그림 1 : S파싱 ​​- 샘플링 디자인. ( A ) 2 톤 간격 (2 초) 만 듣고 관련된 명백한 재현없이 사건이 일어난 시간표. ( B ) 듣고 노래하는 일과 관련된 사건의 시간표. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55419/55419fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 3. 데이터 분석 <ol><li> 표준 절차에 따라 뇌 이미징 데이터 시퀀스 분석을 위해 고안된 소프트웨어를 사용하여 기능 데이터 사전 처리 33 . 참고 : 모든 데이터 처리는 동일한 소프트웨어를 사용하여 수행됩니다. <ol><li> 제공된 메뉴 옵션을 사용하여 이미지를 첫 번째 볼륨으로 다시 정렬하고 표준 몬트리올 신경학 연구소 (MNI) 정위 공간 34 로 다시 샘플링하고 공간적으로 정규화합니다 (최종 보셀 크기 : 2 x 2 x 2mm 3 ). </li&gt; <li> 제공된 메뉴 옵션을 사용하여 등방성, 8mm, FWHM (Full Width at Half Maximum) Gaussian 커널을 사용하여 이미지를 부드럽게 만드십시오. </li><li> BOLD 응답을 모델링하려면 단일 수집 빈도 응답 (FIR)을 기본 기능 (차수 1) ​​또는 음량 획득 시간 (3 초)에 걸친 boxcar 함수로 선택하십시오. 참고 : 이와 같은 스파 스 샘플링 프로토콜은 일반적으로 이벤트 관련 fMRI의 경우와 같이 일반적으로 FIR이 혈역학 적 반응 기능과 컨 벌브 될 필요가 없습니다. </li><li> 각 이벤트의 굵은 응답에 하이 패스 필터를 적용하십시오 ( &quot;노래 네트워크&quot;의 경우 1,000 초, 다른 곳의 경우 360 초). 참고 : 모든 노래 작업을 함께 모델링하면 400 초 단위로 블록됩니다. </li></ol></li></ol>

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</ol>

저자는 아무런 이해 상충이 없다고 선언합니다.

이 작품은 노래가 자음과 불협화음을 만드는 동안 두뇌 활동을 연구하는 수단으로 사용되는 프로토콜을 설명합니다. 비록 노래가 음악 간격 (22) 의 생산을위한 가장 단순한 방법 일 수 있지만, 이는 화음의 생성을 허용하지 않는다. 그러나, 비록 조화 개념의 대부분의 물리적 특성화가 어느 정도는 동시 음의 중첩에 의존하지만, 많은 연구에 따르면 자음 또는 불협화음에 해당하는 음표로 구성된 간격은 여전히 ​​자음 또는 불협화음으로 인식되지만, 4 , 6 , 15 , 41 , 42 이다. 행동 간격 지각 작업은...

음악 피치의 특정 조합은 일반적으로 자음으로 인식되며 일반적으로 쾌감과 관련이 있습니다. 다른 조합은 일반적으로 불협화음이라고 불리고 불쾌하거나 미해결 된 감정 1과 관련 됩니다. 문화 화와 훈련이 조화 2 의 인식에 일부 영향을 미친다고 가정하는 것이 현명하게 보일지라도, 자음 및 부조간 간격과 화음의 지각의 차이는 이전에 생각했던 것보다 음악 문화에 크게 의존하지 않는 것으로 나타 났으며 3 심지어 단순한 생물학적 기초 4 , 5 , 6 에서 도출된다. 용어 사전의 모호한 이해를 막기 위해, Terhardt 7 은 음악적 맥락에서의 조화와 달리 감각적 인 조화의 개념을 도입했습니다예를 들어, 조화가 주어진 코드 또는 간격에 대한 응답에 영향을 줄 수 있습니다. 현재의 프로토콜에서는 문맥 의존적 처리에 의한 간섭없이 단지 감각적 인 협상과 관련된 활성화를 단 하나의 분리 된 두 음표 간격 만 사용했다. 순전히 물리적 인 방법으로 조화를 특성화하려는 시도는 Helmholtz 9 에서 시작되었으며, Helmholtz 9 는 불협화음과 관련된 감지 된 거친 정도가 인접한 주파수 구성 요소 간의 충돌에 기인 한 것으로 나타났습니다. 그러나 최근에는 감각적 인 일치가 거칠기의 부재뿐만 아니라 조화와 관련이 있다는 것을 보여주었습니다. 즉, 주어진 음색이나 화음의 부분 음을 들리지 않는 음색과 조화를 이룬다는 것입니다. 낮은 주파수 10 , 11 . 행동 연구는 주관적인 일치가 pu에 의해 실제로 영향을 받는다는 것을 확인합니다.주파수 거리 12 , 13 과 같은 물리적 매개 변수를 사용하지만보다 광범위한 연구를 통해 물리적 현상이인지 된 일치와 불협화음의 차이만을 설명 할 수는 없다는 결론이났다 14 , 15 , 16 , 17 . 그러나 이러한 모든 연구는 다양한 간격이나 코드를들을 때 이러한 차이점을보고합니다. 양전자 방출 단층 촬영 (PET)과 기능적 자기 공명 영상 (fMRI)을 이용한 다양한 연구 결과에 따르면 자음 영역 또는 부조간 간격과 화음 8 , 18 , 19 , 20 중 어느 한쪽을들을 때 활성화되는 대뇌 피질 영역에 중요한 차이가 있음이 밝혀졌습니다. 본 연구의 목적은 차이점을 탐구하는 것이다.자음과 불협화음을 듣기보다는 뇌 활동에서 음악 제작 중에 감각 - 운동 조절에 대한 연구는 일반적으로 악기의 사용을 포함하며, 종종 매우 자주 신경 영상 21 중에 사용하기 위해 수정 된 악기를 제작해야합니다. 그러나 노래는 악기가 인간의 목소리이기 때문에 음악 제작 중에 감각 - 운동 프로세스 분석을위한 적절한 메커니즘을 처음부터 제공하는 것처럼 보이며 보컬 장치는 이미징 22 . 음조 조절 (23) , 음성 모방 ( 24) , 훈련 유발 적응 변화 ( 25 ) 및 외부 피드백 ( 25 ) 의 통합과 같은 노래의 양상과 관련된 신경 메커니즘이 , <s지난 20 년간 여러 연구에서 26 , 27 , 28 , 29 의 주제가 있었지만, 자음과 부조간의 노래 상관 관계는 최근에야 서술되었다. 이를 위해 현재의 논문은 참가자가 자음 및 부조간 간격을 적절하게 인식하도록 고안된 행동 테스트에 대해 설명합니다. 이어서 다양한 자음 부조간을 노래하는 참가자에 대한 fMRI 연구가 이어집니다. fMRI 프로토콜은 비교적 간단하지만 모든 MRI 연구와 마찬가지로 실험을 올바르게 설정하는 데 많은주의를 기울여야합니다. 이 경우 노래 작업 중 머리, 입, 입술의 움직임을 최소화하여 노래의 물리적 행위와 직접적으로 관련이없는 효과의 식별을보다 수월하게하는 것이 특히 중요합니다. 이 방법론은노래로 음악 제작과 관련된 다양한 활동과 관련된 신경 메커니즘을 보여줍니다.

<table><tbody><tr><td>Achieva 1.5-T 자기 공명 스캐너</td><td>Philips</td><td>Release 6.4</td><td></td></tr><tr><td>Audacity</td><td>오픈 소스</td><td>2.0.5</td><td></td></tr><tr><td>오디오 인터페이스</td><td>Tascam</td><td>US-144MKII</td><td></td></tr><tr><td>청력계</td><td>Br&uuml; 엘 & Kjaer</td><td>Type 1800</td><td></td></tr><tr><td>E-Prime 전문</td><td>심리학 소프트웨어 도구, Inc.</td><td>2.0.0.74</td><td></td></tr><tr><td>Matlab</td><td>Mathworks</td><td>R2014A</td><td></td></tr><tr><td>MRI 호환 인서트 이어폰</td><td>Sensimetrics</td><td>S14</td><td></td></tr><tr><td>Praat</td><td>오픈 소스</td><td>5.4.12</td><td></td></tr><tr><td>프로 오디오 콘덴서 마이크</td><td>Shure</td><td>SM93</td><td></td></tr><tr><td>SPSS 통계</td><td>IBM</td><td>20</td><td></td></tr><tr><td>통계 파라메트릭 매핑</td><td>Wellcome Trust Centre for Neuroimaging 8 (웰컴 신경 영상 8</td><td></td><td></td></tr></tbody></table> 센터)

자음과 불요의 간격의 보컬 생성과 관련된 뇌 활동의 fmri 맵핑

fMRI Mapping of Brain Activity Associated with the Vocal Production of Consonant and Dissonant Intervals

조화와 부조화 인식의 신경 상관 관계는 널리 연구되었지만, 조화와 부조화 생성의 신경 상관은 연구되지 않았다. 음악 제작의 가장 직접적인 방식은 노래이지만, 이미징 관점에서 볼 때, 그것은 모터 활동과 관련되기 때문에 듣기보다 많은 도전 과제를 제시합니다. 음악 간격의 정확한 노래는 각 음을 정확하게 생성하기 위해 청각 피드백 처리와 보컬 모터 제어 간의 통합이 필요합니다. 이 프로토콜은 자음과 불협화음의 보컬 생성과 관련된 신경 활성화를 모니터링 할 수있는 방법을 제시합니다. 청각 감별 테스트와 주어진 간격을 먼저 듣고 재생하는 것과 관련된 4 가지 음악 간격, 즉 자음 2 개와 불협화음 2 개가 자극으로 사용됩니다. 콘서 베터 수준의 모든 여성 보컬 학생들은 기능적 자기 Resonance Imaging (fMRI)을 사용하여 청취 작업을 제어 조건으로 사용합니다. 이러한 방식으로, 모터 및 청각 시스템 모두의 활동이 관찰되었고, 노래 작업 중 보컬 정확도의 척도가 얻어졌다. 따라서 프로토콜을 사용하여 다양한 유형의 인터벌을 노래하거나 필요한 노트를 더 정확하게 노래하는 것과 관련된 활성화를 추적 할 수도 있습니다. 그 결과, 불협화음을 부르는 것은 자음을 발음하는 것보다 청각 및 감각 시스템에서 외부 피드백을 통합하는 신경 메커니즘이 더 많이 참여해야한다는 것을 의미합니다.

<html> 우리 실험의 11 명 참가자 모두는 보컬 레벨의 여성 보컬 학생들이었으며 스캔을 위해 선택한 간격 인식 작업을 충분히 수행했습니다. 간격 식별 작업의 성공률은 예상대로 65.82 ± 21.67 % 였고, 불협화음과 자음 간격을 식별하는 성공률보다 낮은 74.82 ± 14.15 %였다. 연구의 기본 설계를 검증하기 위해 우리는 이전의 많은 연구 25 , 26 , 27 , 28 , 29 , 30 에 정의...

자음과 불협화음을 듣는 신경 상관 관계는 널리 연구되어 왔지만 자음 및 부조간 간격의 생성과 관련된 신경 메커니즘은 잘 알려져 있지 않습니다. 이 기사에서는 행동 테스트와 fMRI를 간격 확인 및 노래 작업과 결합하여 이러한 메커니즘을 설명합니다.

자음과 불요의 간격의 보컬 생성과 관련된 뇌 활동의 fMRI 맵핑

The neural correlates of consonance and dissonance perception have been widely studied, but not the neural correlates of consonance and dissonance ...

이 방법론의 전반적인 목표는 기능적 자기공명영상(fMRI)을 사용하여 협화 및 불협화 음정을 발성할 때와 관련된 신경 활성화를 모니터링하는 것입니다. 이 방법은 협화 음정과 불협화 음정을 노래할 때 청각 및 감각 운동 시스템의 외부 피드백 통합이 어떻게 다른지와 같은 청각 인지 신경과학 분야의 핵심 질문에 답하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 노래하는 동안의 발성 정확도 측정값을 동시에 얻으면서, 운동 시스템과 청각 시스템 모두의 활동을 추적하도록 설계되었다는 점입니다.일반적으로 이 방법을 처음 접하는 사람들은 스캐너 전체에서 발생하는 소음이 매우 심해 스캐너 내부에서 일부 톤을 충실하게 녹음하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 본 절차의 시연은 저희 연구실의 대학원생인 Lucero Pacheco가 진행하겠습니다. G4부터 G6까지 2옥타브에 걸친 순음을 생성하려면, 사운드 편집 소프트웨어에서 새 프로젝트 폴더를 엽니다.그 다음, generate 메뉴에서 tone을 선택하십시오. 나타나는 창에서 sine 파형, 진폭 0.8, 지속 시간 1초를 선택하십시오. 원하는 음표에 해당하는 주파수 값을 입력하고 okay 버튼을 클릭하십시오.파일 메뉴에서 내보내기를 선택하십시오. 열리는 창에 오디오 파일의 원하는 이름을 입력하고 파일 형식으로 wav를 선택하십시오. 저장 버튼을 클릭하십시오.다음으로, G4와 G6 사이의 범위에서 두 개의 협화 음정 및 두 개의 불협화 음정에 해당하는 가능한 모든 음 조합을 생성합니다. 각 음정에 대해 사운드 편집 소프트웨어에서 새 프로젝트를 열고, 파일 메뉴에서 오디오 가져오기를 선택하여 연결할 두 개의 wav 파일을 가져옵니다. 커서를 두 번째 톤의 임의의 지점에 두고 클릭하여 선택합니다.편집 메뉴에서 모두 선택을 클릭하십시오. 동일한 메뉴에서 복사를 클릭하십시오. 그런 다음, 첫 번째 톤 위의 임의의 지점에 커서를 놓고 클릭하십시오.편집 메뉴에서 '커서 이동: 트랙 끝'을 클릭한 다음, 동일한 메뉴에서 '붙여넣기'를 클릭합니다. 마지막으로 파일 메뉴에서 '내보내기'를 선택합니다. 열리는 창에 오디오 파일의 원하는 이름을 입력하고 파일 형식을 wav로 선택합니다.저장을 클릭하십시오. 우선 참가자가 노트북 컴퓨터 앞에 앉아 제공된 헤드폰을 착용하게 합니다. 소리 크기가 참가자에게 편안한 수준인지 확인하십시오.행동 연구 소프트웨어를 사용하여 이전에 생성한 두 개의 과제를 e-run으로 엽니다. 나타나는 창에 세션 및 피험자 번호를 입력하고 확인을 클릭합니다. 그런 다음, 두 가지 대안 강제 선택 과제에서 참가자들에게 들리는 음정이 협화음인지 불협화음인지 식별하도록 요청하며, 협화음인 경우 컴퓨터 키보드의 c를, 불협화음인 경우 d를 누르게 합니다.다음으로, 4가지 대안 강제 선택 과제에서 참가자들이 컴퓨터 키보드의 숫자 4, 5, 7, 8을 눌러 증4도, 완전5도, 장7도 간격을 직접 식별하도록 합니다.그리고 각각 옥타브입니다. 마지막으로, 각 과제가 끝날 때 확인 버튼을 눌러 각 참가자의 결과를 자동으로 저장하십시오. 먼저 비자성 MR 호환 헤드셋을 노트북에 연결하고, 소리 크기가 참가자에게 적절한지 확인하십시오.그런 다음, 소형 콘덴서 마이크를 오디오 인터페이스에 연결하고, 오디오 인터페이스는 차폐 트위스티드 트리플렛 케이블(shielded, twisted, triplet cable)을 사용하여 노트북에 연결합니다. 마이크의 주파수 응답을 확인하려면 사운드 편집 소프트웨어에서 새 프로젝트를 시작하고 입력 장치로 콘덴서 마이크를 선택하십시오. 그런 다음, 10초 길이의 440 hertz 테스트 톤을 생성합니다.신호음이 생성되면, 소리 재생 소프트웨어의 재생 버튼을 눌러 테스트 톤을 헤드폰을 통해 두 곳으로 전송합니다. 각각 헤드레스트 위쪽 내부와 제어실 내 스캐너 외부에서 진행하며, 각 경우에 마이크를 헤드셋의 양측면 사이에 배치합니다. 그다음, 사운드 편집 소프트웨어의 녹음 버튼을 눌러 각 위치에서 테스트 톤을 약 1초 동안 녹음합니다.그런 다음, 각 케이스에 대해 분석 메뉴에서 스펙트럼 플롯을 선택하고, 각 위치에서 수신된 신호의 기본 주파수가 440 hertz인지 확인하여 스캐너 내부와 외부에서 테스트 톤에 대한 마이크의 응답을 비교합니다. 마지막으로, 컨덴서 마이크를 피험자의 후두 바로 아래 목 부분에 테이프로 고정하고 헤드셋을 착용하게 합니다. 그런 다음, 피험자를 자기공명 스캐너에 배치합니다.먼저 자기공명 사용자 인터페이스 MRUI 소프트웨어 패키지를 실행하십시오. MRUI 소프트웨어 내 화면 메뉴에서 환자 옵션을 선택하십시오. 대상자의 이름, 연령 및 체중을 입력하십시오.그다음, exam 버튼을 클릭합니다. 사용 가능한 옵션에서 먼저 head를 선택하고 이어서 brain을 선택합니다. 다음으로 3D를 선택한 후 T1 isometric을 선택하며, 관련 파라미터 값을 다음과 같이 설정합니다: repetition time은 10.2 milliseconds, echo time은 4.2 milliseconds, flip angle은 90 degrees, voxel size는 1x1x1 mm³로 설정합니다.그 후, program을 클릭하고 다음과 같은 관련 파라미터 값으로 기능적 T2* 가중 전두부 스캔 획득을 시작합니다: TE는 40 milliseconds, TR은 3 seconds, field of view는 256 millimeters squared, flip angle은 90 degrees, matrix dimensions는 64 by 64, TR 내의 delay는 7 seconds입니다. 이때 TR은 획득이 이루어지는 총 시간임을 유의하십시오. dummy 옵션을 사용하여 5개의 볼륨을 획득하고, 총 볼륨 수에는 55라는 값을 입력하십시오.복사(copy)를 클릭하여 이 시퀀스를 복사하십시오. 시퀀스 목록의 맨 아래에 커서를 둔 다음, 붙여넣기(paste)를 두 번 클릭하여 세 개의 연속적인 희소 샘플링(sparse sampling) 시퀀스를 설정하십시오. 그런 다음, 시작(start)을 클릭하여 T1 강조 해부학적 볼륨 획득을 시작하십시오.마지막으로, 참가자에게 세 번의 실행(run)을 제시합니다. 스캐너 트리거 박스를 사용하여 실행 시작 시점을 스캐너의 데이터 획득 시점과 동기화하고, 세션 번호를 통해 각 실행을 구분합니다. 그런 다음, 각 실행의 결과를 저장합니다.본 연구에서는 노래하는 동안 노래 네트워크를 구성하는 것으로 알려진 영역에서 신경 활동을 확인하였으며, 이는 이전 문헌에서 보고된 결과와 일치합니다. 이원 반복측정 분산분석 결과, 협화 음정 대비 불협화 음정을 노래했을 때의 대비에서 우측 일차 체성감각 피질, 우측 일차 청각 피질, 좌측 중뇌, 우측 후인슐라, 좌측 편도체 및 좌측 피각에서 활성 증가가 관찰되었습니다. 이 기술을 숙달하면 피험자당 4시간 이내에 수행할 수 있습니다.행동 테스트, fMRI 세션 및 데이터 분석을 모두 고려하여 적절하게 수행한다면, 이 절차를 통해 결과를 얻을 수 있습니다. 본 절차를 시도할 때는 녹음 장비가 제대로 작동하는지 확인하는 것이 중요하며, 아티팩트 발생을 방지하기 위해 머리를 최대한 움직이지 말고 험밍으로 노래하도록 참가자들에게 명확하게 지시해야 합니다. 두 가지 이진 조건 간의 뇌 활성화 차이를 추적하는 데 사용되는 이 절차에 이어, 예를 들어 넓은 음정의 노래와 좁은 음정의 노래 사이의 차이를 연구하기 위해 수정된 방식의 방법을 수행할 수 있습니다.각각의 발전을 거치며 fMRI 기술은 청각 신경과학 분야의 연구자들이 청각 및 발성과 관련된 신경 기전을 탐구할 수 있는 길을 열어주었습니다. 이 영상을 시청하고 나면, 발성의 신경 상관관계를 연구하기 위해 노래하는 동안 운동 시스템과 청각 시스템 모두의 활동을 모니터링하는 fMRI 사용법을 충분히 이해하게 될 것입니다. 자기공명 스캐너를 사용하는 것은 매우 위험할 수 있으므로, 금속 물체가 스캐너에 접근하지 않도록 항상 각별한 주의를 기울여야 한다는 점을 잊지 마십시오.

fmri-mapping-brain-activity-associated-with-vocal-production

Research

연구

JoVE Journal

Behavior

행동

이 문서 전체를 몸 애니메이션 캐릭터가 가상 사회적 상호 작용을 관찰의 신경 상호 조사를 기능성 자기 공명 영상 (fMRI)와 함께 사용되는 실험 디자인을 보여줍니다.

가상 사회 상호 작용을 관찰의 신경 상호의 두뇌 이미징 조사

연구의 목표는 두뇌 활동에 동작을 상관 관계하는 것입니다. 정확한 행동 측정 및 이미징 기술은 우리가 뇌 - 행동 관계를 명료하게하다 수 있습니다.

인간의 전두엽 피질에서 fMRI 신호에 행동 응답을 연관 : 작업 분석을 사용하여인지 과정을 검토

청각 처리는 음성 및 음악 관련 처리의 기초이다. Transcranial 자석 자극 (TMS)은인지, 감각 및 모터 시스템을 공부하고 성공적으로 사용되어 왔습니다 있지만, 거의 오디션 적용되지 않았습니다. 여기 청각 피질의 기능 조직을 이해하기 위해 기능 자기 공명 영상과 함께 TMS를​​ 조사했다.

쎄의 후유증을 매핑하는 기능 영상과 함께 인간 청각 컴퓨터에 접속 자극을 버스트

이 문서에서는 기능적 자기 공명 영상 (fMRI)를 사용하여 가수 뇌에서 청각 자극의 신경 기판의 이미징을위한 최적화 과정을 보여줍니다. 그것은 소리 자극, 피사체의 위치와 fMRI를 데이터 수집 및 후속 분석의 준비에 대해 설명합니다.

명금의 청각 자극 기능성 자기 공명 영상 (fMRI)

정보 연결성은 서로 다른 뇌 영역에 걸친 다중 복셀 정보의 시간 경과 간의 대응을 측정합니다. 다중 복셀 패턴 판별 가능성 시계열은 지역에서 추출되고 비교되어 일반적인 기능적 연결 접근 방식에서 식별되지 않은 네트워크를 드러냅니다.

시간에 걸쳐 fMRI를 다 복셀 정보의 동시 출현을 측정하는 정보를 제공하는 연결을 사용하여

이 문서는 개별 신경 외과 환자에서 중요한 인지 기능을 지원하는 뇌영역을 식별하도록 설계된 다중 모달 뇌 매핑 프로그램의 개요를 제공합니다.

로체스터 대학 의료 센터의 번역 뇌 매핑: 개인화된 뇌 매핑을 통해 마음 보존

자연주의 학습 환경에서 협업 학습 dyads에 대한 fNIRS 하이퍼스캐닝 실험을 수행하기 위한 프로토콜이 설명되어 있습니다. 또한, 산소헤모글로빈(Oxy-Hb) 신호의 뇌 간 싱크로니(IBS)를 분석하는 파이프라인이 제시된다.

개방형 협업 학습의 뇌 간 싱크로니: fNIRS 하이퍼스캐닝 연구

여기에서 우리는 종교적 성가를 포함한 다양한 명상 형태의 신경 생리학적 상관 관계를 조사하기 위한 프로토콜을 제시합니다. 이 방법은 k-means 클러스터링을 사용하여 뇌파(EEG) 소스 분석에서 영역 선택을 위한 fMRI 고유 벡터 결과를 고유하게 통합합니다. 그 결과는 반복적인 종교 성가와 관련된 신경 과정에 대한 심층적인 이해를 제공합니다.

종교적 성가와 자기 관련 뇌 영역: 다중 모드 신경 영상 연구

언어의 진화를 연구하기 위해서는 인간의 뇌 메커니즘과 비인간 영장류의 뇌 메커니즘을 비교하는 것이 중요하다. 우리는 깨어 있는 동물의 뇌파(EEG)를 비침습적으로 측정하는 방법을 개발했습니다. 이를 통해 인간과 동물 간의 EEG 데이터를 장기적으로 해를 끼치지 않고 직접 비교할 수 있습니다.

Electroencephalography Measurements in Awake Marmosets Listening to Conspecific Vocalizations 

이 연구는 확신에 차고 의심스런 운율 시나리오에서 이벤트 관련 잠재력의 오래된/새로운 효과를 조사하기 위한 훈련-테스트 패러다임을 소개합니다. 데이터는 Pz 및 기타 전극에서 400-850ms 사이의 향상된 후기 양성 성분을 보여줍니다. 이 파이프라인은 음성 운율 이상의 요인과 신호 바인딩 대상 식별에 미치는 영향을 탐색할 수 있습니다.

이벤트 관련 전위 분석을 사용하여 표현 음성에서 강력한 음성 정체성 인식을 위한 암기 기반 교육 및 테스트 패러다임

배우세요 fMRI를 활용하여 자음과 불요 간격의 보컬 생성 시 뇌 활동을 모니터링하는 방법을. 이 기술은 청각 인지 신경과학에서 운동 및 청각 시스템 활동을 동시에 추적하여 연구에 활용됩니다.

자음과 불요의 간격의 보컬 생성과 관련된 뇌 활동의 fMRI 맵핑

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