23 mei 2017
De neurale correlaten van het luisteren naar consonante en dissonante intervallen zijn in grote mate bestudeerd, maar de neurale mechanismen die verband houden met de productie van consonante en dissonante intervallen zijn minder bekend. In dit artikel worden gedragstesten en fMRI gecombineerd met intervalidentificatie en zangtaken om deze mechanismen te beschrijven.
Het algemene doel van deze methodologie is om neurale activaties te monitoren die geassocieerd zijn met de vocale productie van consonante en dissonante intervallen, door het gebruik van functionele magnetische resonantie beeldvorming. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen op het gebied van auditieve cognitieve neurowetenschap, zoals hoe verschilt de integratie van externe feedback van de auditieve en sensorimotorische systemen bij het zingen van consonante en dissonante intervallen? Het grote voordeel van deze techniek is dat deze is ontworpen om de activiteit van zowel het motorische als het auditieve systeem te volgen, terwijl tegelijkertijd een maatstaf voor vocale nauwkeurigheid tijdens het zingen wordt verkregen.
Over het algemeen zullen individuen die nieuw zijn in deze methode worstelen omdat het moeilijk is om sommige tonen getrouw op te nemen vanuit de scanner, aangezien de hele scanner extreem luidruchtig is. Het demonstreren van de procedure zal Lucero Pacheco zijn, een afstudeerstudent uit mijn laboratorium. Om zuivere tonen te produceren die twee octaven overspannen van G vier tot G zes, open een nieuw projectmapje in software voor geluidsbewerking.
Kies vervolgens onder het genereren menu de optie toon. In het venster dat verschijnt, selecteer een sinusgolfvorm, een amplitude van 0,8 en een duur van één seconde. Voer de waarde van de frequentie in die overeenkomt met de gewenste noot en klik op de knop oké.
Onder het bestand menu selecteert u exporteren. Voer in het venster dat wordt geopend de gewenste naam in voor het audiobestand en kies wav als het gewenste bestandstype. Klik op opslaan.
Genereer vervolgens alle mogelijke combinaties van noten die overeenkomen met twee consonante en twee dissonante intervallen in het bereik tussen G vier en G zes. Om dit te doen voor elk interval opent u een nieuw project in de software voor geluidsbewerking en kiest u audio importeren onder het bestand menu om de twee wav-bestanden te importeren die moeten worden geconcateneerd. Plaats de cursor op een willekeurig punt boven de tweede toon en klik om te selecteren.
Klik op alles selecteren onder het bewerken menu. Klik onder hetzelfde menu op kopiëren. Plaats vervolgens de cursor op een willekeurig punt boven de eerste toon en klik.
Onder het bewerken menu, klik op cursor verplaatsen naar het einde van de track en klik vervolgens onder hetzelfde menu op plakken. Selecteer ten slotte onder het bestand menu exporteren. Voer in het venster dat wordt geopend de gewenste naam in voor het audiobestand en kies wav als het gewenste bestandstype.
Klik op opslaan. Laat de deelnemer beginnen door voor een laptop te gaan zitten en de meegeleverde koptelefoon te dragen. Zorg ervoor dat het geluidsniveau comfortabel is voor de deelnemer.
Gebruik gedragsonderzoekssoftware om twee eerder gemaakte taken met e-run te openen. Voer in het venster dat verschijnt de sessie en het onderwerpnummer in en klik op oké. Vraag vervolgens voor de twee alternatieve krachtkeuzetaken de deelnemers om te identificeren of de intervallen die ze horen consonant of dissonant zijn door op c op het toetsenbord van de computer te drukken voor consonant en d voor dissonant.
Vervolgens laten deelnemers in de vier alternatieve krachtkeuzetaken de intervallen zelf identificeren door op de cijfers vier, vijf, zeven en acht op het toetsenbord van de computer te drukken om de intervallen van een verhoogde vierde te identificeren. Perfecte vijfde. Grote zevende.
En octaaf respectievelijk. Ten slotte, aan het einde van elke taak, drukt u op oké om de resultaten voor elke deelnemer automatisch op te slaan. Begin met het aansluiten van een niet-magnetisch, MR-compatibel hoofdtelefoon op een laptop en zorg ervoor dat het geluidsniveau comfortabel is voor de deelnemer.
Sluit vervolgens een kleine condensatormicrofoon aan op een audio-interface die op zijn beurt is verbonden met de laptop met behulp van een afgeschermde, gedraaide, drieledige kabel. Om de frequentierespons van de microfoon te controleren, start u een nieuw project in de software voor geluidsbewerking en selecteert u de condensatormicrofoon als invoerapparaat. Genereer vervolgens een testtoon van 440 hertz met een duur van 10 seconden.
Nadat de toon is gegenereerd, gebruikt u geluidsreproductiesoftware om op afspelen te drukken om de testtoon via de koptelefoon naar twee locaties te sturen. Binnen bovenop de hoofdsteun en buiten de scanner in de controlekamer met de microfoon tussen de zijden van de headset in elk geval geplaatst. Druk vervolgens op opnemen in de software voor geluidsbewerking om ongeveer een seconde van de testtoon op elke locatie op te nemen.
Selecteer vervolgens plot spectrum uit het analysemenu voor elke geval en vergelijk de reactie van de microfoon op de testtoon, zowel binnen als buiten de scanner door te controleren of de fundamentele frequentie van het signaal dat op elke locatie wordt ontvangen 440 hertz is. Plak vervolgens de condensatormicrofoon aan de nek van de deelnemer net onder de larynx en laat ze de hoofdtelefoon dragen. Plaats vervolgens de deelnemer in de magnetische resonantiescanner.
Begin met het openen van de magnetische resonantie gebruikersinterface MRUI-softwarepakket. Selecteer binnen de MRUI-software de optie patiënt van het schermmenu. Voer de naam, leeftijd en gewicht van de deelnemer in.
Klik vervolgens op de knop onderzoek. Kies eerst hoofd en vervolgens hersenen uit de beschikbare opties. Selecteer vervolgens 3D en vervolgens T1 isometrisch met de volgende waarden voor de relevante parameters: herhalingstijd gelijk aan 10,2 milliseconden, echotijd gelijk aan 4,2 milliseconden, fliphoek gelijk aan 90 graden en voxelgrootte gelijk aan een door een door een millimeter kubiek.
Klik vervolgens op programma en begin met de verwerving van de functionele T2 ster gewogen volledige hoofdscan met de waarden van de relevante parameters als volgt: TE gelijk aan 40 milliseconden, TR gelijk aan drie seconden, beeldveld gelijk aan 256 millimeter vierkant, fliphoek gelijk aan 90 graden, matrixdimensies gelijk aan 64 bij 64, vertraging in TR gelijk aan zeven seconden. Merk op dat TR in dit geval de totale tijd is waarin de verwerving plaatsvindt. Gebruik de dummy-optie om vijf volumes te verwerven terwijl u een waarde van 55 invoert voor het totale aantal volumes.
Klik op kopiëren om een kopie van
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Dit artikel onderzoekt de neurale mechanismen die betrokken zijn bij de vocale productie van consonante en dissonante intervallen met behulp van fMRI. Het combineert gedragstesten met zangtaken om te onderzoeken hoe de integratie van auditieve feedback in deze contexten verschilt.
Kwantitatieve mapping van neurale activiteit tijdens vocale productie met behulp van fMRI maakt een nauwkeurige analyse van sensorimotorische integratie in complexe auditieve-motorische taken mogelijk. Deze benadering ondersteunt het mechanisch minimaliseren van risico's voor translationele neurowetenschappelijke en neurotechnologische pijplijnen door objectieve maten te bieden voor feedbackverwerking en motorische controle. Het vermogen van het protocol om neurale correlaten van consonante versus dissonante intervalproductie te onderscheiden, draagt bij aan het voorspellende vertrouwen bij de validatie van targets voor studies naar auditieve-motorische integratie.
Dit op fMRI gebaseerde protocol is geïntegreerd in het continuüm van ontdekking tot prekliniek voor neurofunctionele mapping en doelwitvalidatie in auditief-motorisch onderzoek.