10 februari 2016
Hier onderzoeken we contralaterale tactiele maskering tussen de onderarmen waarbij tactiele detectiedrempels worden gemoduleerd door vibratie die op een afstand wordt toegepast. De details van welke afstandplaatsen een effect hebben, kunnen ons vertellen over hoe het lichaam in de hersenen wordt weergegeven.
Het algemene doel van dit psychofysische experiment is om te laten zien hoe het aanraken van één plek de perceptie van een aanraking op een andere locatie kan beïnvloeden. Deze techniek van langeafstandstactiele maskering kan belangrijke bijdragen leveren aan het veld van perceptie. Het kan ons bijvoorbeeld vertellen hoe de hersenen de oppervlakte van het lichaam representeren.
Een voordeel van deze techniek is dat het niet-invasief is en toch, hoewel het een perceptuele maatstaf is, kan het ons informatie geven over hoe de hersenen zijn aangesloten. Sarah zal deze techniek demonstreren. Zij is een afgestudeerde student in mijn lab en zij ontwikkelde de technieken die we vandaag demonstreren als onderdeel van haar masterscriptie.
Begin met het voorbereiden van het tactiele detectie-stimuleringssysteem dat tijdens dit experiment zal worden gebruikt. Gebruik een tactor met een diameter van 1,7 inch en een dikte van 0,30 inch om tactiele stimuli te leveren met 250 hertz vibratie gedurende 100 milliseconden. Gebruik ook een 64 bit stereo geluidskaart om de levering van de tactiele stimulus te regelen.
Verbind eerst een stereo audioversterker met de geluidskaart die de tactor als luidspreker zal aansturen. Verbind vervolgens de tactor met een van de uitgangen van de versterker, zoals de linker luidsprekeruitgang. Verbind vervolgens het tweede kanaal met een luidspreker om auditieve signalen te leveren.
Genereer in de computercode die het experiment bestuurt de golfvorm die zal worden gebruikt om de tactor te doen trillen, en een andere golfvorm voor het auditieve signaal. Plaats elk van deze twee golfvormen in een tweedimensionale array. Bevestig de tactor aan een band met een mechanische basisbevestiging zodat deze op de deelnemer kan worden geplaatst.
Gebruik voor het maskerend stimulus een elektrische handbediende vibrator met een diameter van vier centimeter, met 83 hertz vibratie wanneer ingesteld op laag. Selecteer de locaties waar het stimulus zal worden toegepast op basis van de gebieden waar maskering zal worden getest. Nadat het tactiele detectiestimuleringssysteem klaar is, zet de computer en andere apparatuur voor het experiment op een bureau met een stoel ervoor voor de experimentator.
Stel vervolgens een tafel in waarop de deelnemers hun linkerarm kunnen laten rusten, waar tactiele stimuli zullen worden toegepast, en plaats een armsteun aan de rechterkant van de tafel. Plaats ook een armsteun naast de stoel, waarop de deelnemers hun rechter elleboog kunnen laten rusten. Voeg demping toe aan de tafel en een armsteun voor comfort.
Plaats vervolgens de luidspreker op een mechanisch geïsoleerde oppervlakte. Schik voetpedalen die zijn verbonden met de linker- en rechterknoppen van een computermuis zodat de voeten van de deelnemer er comfortabel op kunnen rusten. Zorg ervoor dat u een lijst maakt van de volgorde waarin de omstandigheden zullen worden uitgevoerd en gebruik deze lijst tijdens het experiment om te bepalen waar het maskerende stimulus voor elke blok moet worden vastgehouden.
Voer het aantal proeven in de computerprogrammacode in en zorg ervoor dat elke blok niet langer is dan 10 minuten om de aandacht van de deelnemer te behouden. Programmeer een tactiele detectietaken met twee alternatieven waarbij de stimulusintensiteit wordt geregeld met een Bayesiaanse adaptieve psychofysische psychometrische procedure. Voor elke proef presenteer twee secondenintervallen, gemarkeerd door drie piepjes, met een tactiele stimulus gepresenteerd in het midden van een van de intervallen.
Laat de deelnemer aangeven in welk interval het stimulus werd gepresenteerd door middel van de voetpedalen. De computer beoordeelt het antwoord als correct of verkeerd, en de adaptieve trap kiest het volgende te presenteren waarde dienovereenkomstig. Dit bepaalt een drempelwaarde voor het detecteren van trillingen op de testlocatie.
Voorafgaand aan het experiment verkrijg schriftelijke geïnformeerde toestemming van de deelnemer. Plaats ze vervolgens in de stoel met hun voeten comfortabel op de reactie voetpedalen rustend en leg de experimentele procedure uit. Meet en noteer de lengte van de dorsale oppervlakte van de deelnemers linker onderarm.
Breng vervolgens de band aan zodat de tactor zich in het midden van de arm bevindt, halverwege de binnenhoek van de elleboog en de vouw van de pols. Wikkel een tensor bandage een paar keer losjes om de arm om de tactor op zijn plaats te houden. Instrueer vervolgens de deelnemer om hun rechter elleboog op de armsteun te plaatsen en hun linker arm op de tafel te laten rusten.
Blinddoek vervolgens de deelnemer om te voorkomen dat ze naar het stimulus of de maskerende locatie kijken, en instrueer ze om recht voor zich te kijken gedurende het hele experiment. Begin met een blok van 20 oefenproeven zonder het maskerende stimulus, om de deelnemer vertrouwd te maken met de tactiele detectietaken en om ze vertrouwd te laten raken met de stimuli. Na de oefenrun, zorg ervoor dat de armen en het maskerende stimulus in de juiste posities staan voorafgaand aan elke experimentele blok.
Voer de blokken voorwaarden uit in een willekeurige, gecompenseerd volgorde. Raadpleeg voor elke voorwaarde de eerder gemaakte lijst van voorwaarden en haal elke voorwaarde af als deze wordt uitgevoerd. Zorg ervoor dat u het maskerende stimulus gedurende elke blok van gegevensverzamelingsproeven vasthoudt, met ongeveer constante druk.
Voer het experimentele programma uit met het ingestelde aantal proeven zoals eerder geselecteerd, en introduceer een rustperiode van twee minuten na elke korte proefblok. Nadat een gegeven proefblok is voltooid, selecteer de volgende site voor het maskerende stimulus en voer het programma opnieuw uit en herhaal dit tot alle proeven zijn voltooid. In deze figuur wordt de elevatie en drempel geplot als functie van de positie van het masker.
De tactiele gevoeligheid op de onderarm werd significant verminderd toen vibro-tactiele maskerende stimulatie werd toegepast op de tegenoverliggende arm, wat een contralaterale maskerende effect tussen onderarmen aantoont. Hier laten deze gegevens zien dat ook houding een rol speelt in de effectiviteit van maskeren. Het maskerende effect was aanzienlijk sterker wanneer de armen elkaar raakten, vergeleken met wanneer ze parallel waren.
Eenmaal onder de knie, kan deze techniek in ongeveer een
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Deze studie onderzoekt contralaterale tactiele masking, waarbij de drempels voor tactiele detectie worden beïnvloed door trillingen die op een verre locatie worden toegepast. Het begrijpen welke verre locaties de tactiele perceptie beïnvloeden, kan inzicht geven in de hersenrepresentatie van het lichaam.
Understanding long-range neural interactions through contralateral tactile masking provides a behavioral assay for probing somatotopic organization and interhemispheric communication. This non-invasive psychophysical method enables target validation of neural circuit models by quantifying perceptual modulation across body regions. It supports mechanistic de-risking in neuroscience target engagement by offering a reproducible readout of functional connectivity between contralateral sensory representations.
The method fits within the discovery continuum from target hypothesis testing to lead optimization, where behavioral assays inform target engagement and mechanism of action.