Artykuł metodologiczny

Odkrywanie głuchoty rytmu: wykrywanie zaburzeń rytmu za pomocą zsynchronizowanych zadań stukania palcami i percepcyjnego pomiaru czasu

12.7K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/51761

⸱

16 marca 2015

 , 
1Movement to Health Laboratory (EuroMov), University of Montpellier, 2Institut Universitaire de France, 3Department of Cognitive Psychology, University of Finance and Management in Warsaw, 4International Laboratory for Brain, Music, and Sound Research (BRAMS)

W tym artykule

Informacja o sprostowaniu

Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice

Podsumowanie

Zadania behawioralne, które pozwalają na ocenę zdolności percepcyjnych i sensomotorycznych w populacji ogólnej (tj. nie-muzykach) są przedstawione. Synchronizacja stukania palcami w rytm bodźców słuchowych i wykrywanie nieprawidłowości rytmicznych pozwala na wykrycie zaburzeń rytmu.

Streszczenie

Zestaw zadań behawioralnych do oceny zdolności percepcyjnych i sensomotorycznych w populacji ogólnej (tj. nie-muzykach) jest tutaj przedstawiony w celu odkrycia zaburzeń rytmu, takich jak głuchota. Głuchota beatowa charakteryzuje się słabą wydajnością w postrzeganiu czasu trwania we wzorcach rytmicznych słuchowych lub słabą synchronizacją ruchu z rytmami słuchowymi (np. z uderzeniami muzycznymi). Zadania te obejmują synchronizację stukania palcami w rytm prostych i złożonych bodźców słuchowych oraz wykrywanie nieprawidłowości rytmicznych (zadanie detekcji anisochrony) osadzonych w tych samych bodźcach. Testy te, które są łatwe do przeprowadzenia, obejmują ocenę zarówno zdolności percepcyjnych, jak i sensomotorycznych w różnych warunkach (np. częstotliwości uderzeń i rodzajów materiału słuchowego) i opierają się na tych samych bodźcach słuchowych, od prostego metronomu po złożony fragment muzyczny. Analiza zsynchronizowanych danych stukania jest przeprowadzana za pomocą statystyk kołowych, które zapewniają wiarygodne miary dokładności synchronizacji (np. różnica między czasem stuknięć a czasem bodźców stymulacyjnych) i spójności. Cykliczne statystyki dotyczące danych stukania są szczególnie przydatne do wykrywania indywidualnych różnic w populacji ogólnej. Zsynchronizowane stukanie i wykrywanie anizerochrony są czułymi środkami do identyfikacji profili zaburzeń rytmu i są z powodzeniem stosowane do wykrywania przypadków słabej synchronizacji z oszczędzonym czasem percepcyjnym. Ta systematyczna ocena czasu percepcyjnego i sensomotorycznego może być rozszerzona na populacje pacjentów z uszkodzeniem mózgu, chorobami neurodegeneracyjnymi (np. Choroba Parkinsona) i zaburzeniami rozwojowymi (np. Zespół nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi).

Wprowadzenie

Ludzie są szczególnie efektywni w przetwarzaniu czasu trwania zdarzeń zachodzących w ich otoczeniu1. W szczególności zdolność do postrzegania rytmu muzyki lub regularnego tykania zegara oraz zdolność do poruszania się wraz z nim (np. w tańcu lub sportach synchronicznych) jest szeroko rozpowszechniona w populacji ogólnej (tj. u osób, które nie przeszły szkolenia muzycznego)2,3. Zdolności te są wspierane przez złożoną sieć neuronalną obejmującą korowe obszary mózgu (np. Korę przedruchową i dodatkowy obszar motoryczny) oraz struktury podkorowe, takie jak zwoje podstawy i móżdżek4-7.

Zakłócenie tej sieci i wynikające z tego słabe przetwarzanie czasowe może wynikać z uszkodzenia mózgu8-10 lub zwyrodnienia neuronów, co obserwuje się u pacjentów z chorobą Parkinsona11. Jednak słaba percepcja czasu trwania i słaba synchronizacja z rytmem muzyki może również objawiać się u zdrowych osób przy braku uszkodzenia mózgu. Pomimo tego, że większość z nich potrafi dostrzec rytmy słuchowe i zsynchronizować ruch z rytmem (np. w muzyce), istnieją godne uwagi wyjątki. Niektóre osoby mają poważne trudności z synchronizacją ruchów ciała lub stukaniem palcami w rytm muzyki i mogą wykazywać słabą percepcję rytmu, wykazując trudności w rozróżnianiu melodii z nutami o różnym czasie trwania. Stan ten został określony jako "głuchota pokonania" lub "dysrytmia" 2,12-14. Na przykład głuchota została opisana w niedawnym badaniu13, w którym opisano przypadek pacjenta o imieniu Mathieu. Mathieu był szczególnie niedokładny w podskakiwaniu w rytm rytmicznych piosenek (np. piosenki Merengue). Synchronizacja była nadal możliwa, ale tylko do dźwięków prostej sekwencji izochronicznej (np. metronomu). Słaba synchronizacja wiązała się ze słabą percepcją dudnienia, co zostało ujawnione przez Montrealską Baterię Oceny Amusii (MBEA)15. W dodatkowym zadaniu poproszono Mathieu o dopasowanie ruchów tancerza do muzyki; Co ciekawe, Mathieu wykazywał niezaburzoną percepcję wysokości dźwięku.

Słaba percepcja rytmu i słaba synchronizacja, u osób głuchych z oszczędzoną percepcją wysokości dźwięku, zostały zaobserwowane w dalszych badaniach2,12,14, dostarczając tym samym przekonujących dowodów, że zaburzenia rytmu mogą występować w izolacji. Głuchota beatowa różni się zatem od typowego opisu amuzji wrodzonej (tj. głuchoty tonalnej), zaburzenia neurorozwojowego wpływającego na percepcję i produkcję wysokości dźwięku16-19. Co ciekawe, słaba percepcja i produkcja rytmu może współwystępować ze słabym przetwarzaniem wysokości dźwięku we wrodzonej amuzji12,16,20. Niemniej jednak słaba percepcja rytmu w tym przypadku zależy od zdolności jednostki do postrzegania zmian wysokości dźwięku. Po usunięciu różnic wysokości dźwięku w melodii, muzyka wrodzona może z powodzeniem rozróżniać różnice rytmiczne21.

Zaobserwowano ważne indywidualne różnice w głuchocie bitowej; ten fakt zasługuje na szczególną uwagę. W większości przypadków zarówno percepcja rytmu, jak i synchronizacja z rytmem muzyki są niewystarczające2,12-14; Jednak słaba synchronizacja może również wystąpić, gdy percepcja rytmu jest oszczędzona2. Ta dysocjacja między percepcją a działaniem w dziedzinie pomiaru czasu została pokazana przy użyciu zsynchronizowanych zadań stukania z różnymi rytmicznymi bodźcami słuchowymi (np. metronom i muzyka) oraz przy użyciu różnych zadań percepcji rytmu (np. rozróżnianie melodii na podstawie różnych czasów trwania nut i wykrywanie odchyleń od izolacji w sekwencjach rytmicznych). Odkrycie to jest szczególnie istotne, ponieważ wskazuje na możliwe rozdzielenie percepcji i działania w odniesieniu do mechanizmów czasowych, jak to wcześniej zaobserwowano w przetwarzaniu wysokości dźwięku17,22-25. Zwrócono uwagę na dalsze dysocjacje w zależności od złożoności bodźca2. Większość słabych synchronizatorów wykazywała selektywne trudności ze złożonymi bodźcami (np. muzyką lub szumem modulowanym amplitudą pochodzącym z muzyki), podczas gdy nadal wykazywały dokładną i spójną synchronizację z prostymi sekwencjami izochronicznymi; Inne słabe synchronizatory wykazywały odwrotny wzorzec. Podsumowując, wyniki te są zbieżne we wskazaniu, że w populacji ogólnej istnieje wiele fenotypów zaburzeń synchronizacji (obserwowanych w innych dziedzinach przetwarzania muzyki, takich jak wysokośćdźwięku 25,26), które wymagają wykrycia wrażliwego zestawu zadań. Scharakteryzowanie wzorców zaburzeń rytmu jest szczególnie istotne, aby rzucić światło na konkretne mechanizmy, które działają nieprawidłowo w systemie pomiaru czasu.

Celem przedstawionej tutaj metody jest dostarczenie zestawu zadań, które mogą być wykorzystane do odkrycia przypadków głuchoty beatowej w populacji ogólnej i wykrycia różnych podtypów zaburzeń synchronizacji (np. wpływających na czas percepcyjny vs. sensomotoryczny lub określoną klasę bodźców rytmicznych). Sensomotoryczne zdolności czasowe były najczęściej badane za pomocą zadań stukania palcami z materiałem słuchowym. Uczestnicy są proszeni o stukanie palcem wskazującym w synchronizacji z bodźcami słuchowymi, takimi jak sekwencja tonów równomiernie rozmieszczonych w czasie lub do muzyki (tj. w zadaniu zsynchronizowanym lub w tempie stukania27-29). Innym popularnym paradygmatem, który był źródłem znacznych wysiłków modelarskich29-32, jest paradygmat synchronizacji-kontynuacji, w którym uczestnik kontynuuje stukanie z szybkością zapewnianą przez metronom po ustaniu dźwięku. Percepcja rytmu jest badana za pomocą różnych zadań, począwszy od rozróżniania czasu trwania, szacowania, podziału (tj. porównywania czasu trwania z "krótkimi" i "długimi" standardami) oraz wykrywania anisprotekcji (tj. określania, czy w sekwencji izochronicznej występuje odstęp dewiacyjny) do zadania wyrównania rytmu (tj. wykrywania, czy metronom nałożony na muzykę jest wyrównany z rytmem)1,2,20,33,34. Większość badań koncentrowała się na percepcji czasu, produkcji uderzeń lub wyczuciu czasu sensomotorycznego, które były testowane w izolacji. Jest jednak prawdopodobne, że takie różne zadania odnoszą się do nieco innych zdolności (np. czas interwałowy vs. czas oparty na uderzeniu, czas percepcyjny kontra sensomotoryczny) i nie odzwierciedlają funkcjonowania tych samych mechanizmów pomiaru czasu i związanych z nimi obwodów neuronalnych. Problem ten można obejść, korzystając z niedawno zaproponowanych baterii zadań, które oceniają zarówno zdolności percepcyjne, jak i sensomotoryczne. Baterie te pozwalają naukowcom uzyskać wyczerpujący profil zdolności czasowych danej osoby. Przykładami takich baterii są test dopasowania uderzeń (BAT)34, Bateria do oceny zdolności słuchowo-sensomotorycznych (BAASTA)35 oraz Harvard Beat Assessment Test (H-BAT)36. Baterie te składają się z zadań stukania z różnymi rytmicznymi bodźcami słuchowymi, od muzyki po sekwencje izochroniczne, a także zadań percepcyjnych (np. dyskryminacja czasu trwania, wykrywanie dopasowania metronomu do rytmu muzyki i wykrywanie anisochrony). We wszystkich przypadkach ten sam zestaw fragmentów muzycznych został wykorzystany w zadaniach percepcyjnych i sensomotorycznych.

W tym artykule ilustrujemy zestaw zadań, które są szczególnie skuteczne w ujawnianiu wzorców zaburzeń rytmu u osób głuchych i słabo synchronizujących, jak wykazano w poprzednich badaniach2. Zadania te są częścią większej baterii testów, BAASTA35. Zdolności sensomotoryczne w zakresie wyczucia czasu są testowane poprzez poproszenie uczestników o stukanie palcem w rytm prostych i złożonych bodźców słuchowych (np. sekwencji izochronicznych, muzyki i rytmicznego hałasu pochodzącego z bodźców muzycznych)27,28. Czas percepcyjny jest testowany za pomocą zadania detekcji anisochrony2,20,33,37. Prezentowany jest zestaw tonów izochronicznych. W niektórych przypadkach jeden z tonów (np. przedostatni) pojawia się wcześniej lub później niż oczekiwano na podstawie izochronicznej struktury sekwencji słuchowej. Uczestnicy proszeni są o wykrycie odchyleń od isochrony. Zaletą tych zadań sensomotorycznych i percepcji rytmu jest to, że oba obejmują sekwencje bodźców (zamiast pojedynczych czasów trwania) i bodźce o różnej złożoności. Tak więc, w oparciu o wcześniejsze dowody, zadania te zapewniają optymalne warunki do odkrycia różnych fenotypów głuchoty i słabej synchronizacji. Szczególną uwagę zwrócono na technikę przyjętą w analizie danych synchronizacyjnych. Technika ta opiera się na statystykach kołowych, podejściu, które szczególnie dobrze nadaje się do badania niedokładnej i niespójnej synchronizacji z rytmem.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

1. Zadania synchronizacji

  1. Przygotowanie instrumentów:
    1. Podłącz standardowy instrument perkusyjny MIDI do komputera za pomocą konwencjonalnego interfejsu MIDI.
      UWAGA: Akwizycja danych odbywa się za pomocą elektronicznego instrumentu perkusyjnego MIDI. Urządzenie rejestruje dokładny czas stukania palcami podczas zadań synchronizacji silnika.
    2. Otwórz dedykowane oprogramowanie do prezentacji bodźców i nagrywania odpowiedzi.
      UWAGA: Zadanie synchronizacji realizowane jest za pomocą standardowego oprogramowania do prezentacji materiału audio oraz zapisu danych z cyfrowego instrumentu muzycznego MIDI (z dokładnością do 1 ms).
  2. Materiał dźwiękowy i procedura:
    1. Z interfejsu oprogramowania wybierz bodziec stymulacyjny, który ma być używany w zadaniu synchronizacji, spośród trzech opcji (sekwencja izochroniczna, muzyka i szum modulowany amplitudą uzyskany z obwiedni falowej bodźca muzycznego).
      UWAGA: Sekwencja izochronyczna składa się z 96 izochronnie prezentowanych tonów (czas trwania = 30 ms). Bodźcem muzycznym jest wygenerowana komputerowo fortepianowa wersja fragmentu Marsza Radetzky'ego (opus 228) Johanna Straussa, który zawiera 96 uderzeń (takt = ćwierćnuta). Fragmenty tych trzech bodźców są dostarczane jako materiały dodatkowe do tego manuskryptu.
    2. Wybierz odpowiednie tempo dla wybranego bodźca stymulacyjnego (450, 600 lub 750 ms Inter-onset-interval (IOI) / Inter-beat-interval (IBI)) zgodnie ze wskazaniami w interfejsie oprogramowania. Upewnij się, że bodźce są dostarczane na wygodnym poziomie głośności przez słuchawki.
    3. Poproś uczestnika, aby usiadł w cichym pomieszczeniu przed monitorem komputera.
    4. Poproś uczestnika, aby stukał w instrument perkusyjny MIDI za pomocą palca wskazującego swojej dominującej ręki w synchronizacji z tonami sekwencji izochronicznej lub z uderzeniami muzycznymi w przypadku bardziej złożonych bodźców (muzyki lub hałasu). Poinstruuj uczestnika, aby stukał tak regularnie, jak to możliwe, bez zmiany częstotliwości stukania, jednocześnie synchronizując się z bodźcem stymulacji.
    5. Rozpocznij prezentację bodźca i nagrywanie stuknięć.
    6. Zakończ nagrywanie stuknięć po zaprezentowaniu ostatniego tonu lub uderzenia muzycznego.
  3. Analiza danych:
    UWAGA: Przeanalizuj dane ze zsynchronizowanych zadań stukania za pomocą statystyk kołowych38,39. Metoda ta jest szczególnie przydatna do analizy danych synchronizacyjnych40,41; Co więcej, statystyki kołowe są wrażliwe na indywidualne różnice w zdolnościach czasowych i dlatego są w stanie wykryć przypadki słabej synchronizacji2,40. Opisana poniżej procedura analizy jest realizowana przy użyciu oprogramowania Matlab (przy użyciu zestawu narzędzi CircStat39).
    1. Przekształć czas stuknięć względem bodźców stymulacyjnych na kąty na okręgu jednostkowym (od 0 do 360°) zgodnie z procedurą wskazaną przez Berensa39. 0° (co jest równe 360°) odpowiada czasowi wystąpienia bodźca stymulacyjnego (tj. dźwięków lub uderzeń muzycznych). Użyj następującego wzoru, aby uzyskać kąt dla każdego czasu stuknięcia: [kąt (radiany) = 2 × π × (czas stuknięcia / IOI)]. Zamień radiany na stopnie za pomocą funkcji circ_rad2ang 39.
    2. Wykreśl kąty uzyskane w próbie gwintowania jako rozkład punktów na okręgu jednostkowym. W tym celu należy skorzystać z funkcji circ_plot 39. Podaj kąty w radianach jako argument dla funkcji wyświetlającej wykres (patrz przykład na rysunku 1).
    3. Dla każdej próby stukania należy użyć kątów (kropek na okręgu), aby obliczyć średni wektor wynikowy R 38,39,42 (patrz rysunek 1). Użyj funkcji circ_mean39 i circ_r39, które umożliwiają obliczanie odpowiednio dokładności i spójności synchronizacji.
    4. Oblicz dokładność synchronizacji (tj. średnio, jak daleko od bodźca stymulacyjnego stukuje uczestnik w próbie zsynchronizowanego opukiwania), która odpowiada kątowi θ wektora R. Użyj funkcji circ_mean 39. Podaj kąty w radianach jako argument funkcji.
    5. Prześlij dane stukania do testu Rayleigha43, aby ocenić, czy rozkład kropek wokół okręgu jest losowy, korzystając z funkcji circ_rtest 39. Podaj kąty w radianach jako argument funkcji.
      UWAGA: W teście Rayleigha odrzuć hipotezę zerową (tj. jednorodność kołowa, losowo rozmieszczone kropki wokół koła), jeśli długość wektora R jest wystarczająco duża (np. większa niż 0,4), co wskazuje, że uczestnicy stukali w daną zależność fazową w odniesieniu do bodźca stymulacyjnego powyżej szansy. Tylko wtedy, gdy test Rayleigha jest znaczący (tj. gdy rozkład kropek wokół okręgu nie jest losowy), dokładność synchronizacji może być prawidłowo zinterpretowana.
    6. Oblicz spójność synchronizacji (tj. zmienność rozbieżności między czasem stuknięć a bodźcami stymulacyjnymi), która odpowiada długości wektora R (od 0 do 1). Użyj funkcji circ_r 39. Podaj kąty w radianach jako argument funkcji.
      UWAGA: Konsystencja wynosi 1, gdy wszystkie stuknięcia następują dokładnie w tym samym odstępie czasu przed lub po bodźcach stymulacyjnych; Konsystencja wynosi 0, gdy krany są losowo rozmieszczone po okręgu.
  4. Ocena indywidualnych wyników:
    UWAGA: Porównaj wyniki uczestnika z grupą normatywną lub grupą kontrolną, aby odkryć przypadki słabej dokładności synchronizacji lub słabej spójności. Aby dokonać tego porównania, uruchom poprawiony test t 44 zaimplementowany w programie komputerowym singlims (http://homepages.abdn.ac.uk/j.crawford/pages/dept/SingleCaseMethodsComputerPrograms.htm).
    1. Otwórz program komputerowy singlelims. Wprowadzić średnią i SD dokładności synchronizacji oraz wielkość próby grupy normatywnej lub kontrolnej. Podaj dokładność synchronizacji dla uczestnika, który ma być porównany z grupą normatywną lub kontrolną. Kliknij przycisk "Obliczenia", aby uzyskać wyniki poprawionego testu t.
      UWAGA: Uczestnik osiągnął znacznie gorsze wyniki niż grupa normatywna lub kontrolna, gdy dwustronne prawdopodobieństwo skorygowanego testu t wynosi poniżej 0,05.
    2. Wprowadzić średnią i SD spójności synchronizacji i wielkości próby grupy normatywnej lub kontrolnej. Należy zapewnić spójność synchronizacji dla uczestnika, który ma być porównywany z grupą normatywną lub kontrolną.

2. Zadania związane z percepcją rytmu (detekcja anisochrony)

  1. Przygotowanie instrumentów:
    1. Otwórz program komputerowy używany do realizacji zadań wykrywania anisochrony. Upewnij się, że klawiatury komputera są prawidłowo ustawione do rejestrowania odpowiedzi uczestników.
      UWAGA: Zadania percepcji rytmu są realizowane przy użyciu standardowego oprogramowania do przeprowadzania eksperymentów behawioralnych (tj. prezentacji bodźców i rejestrowania reakcji behawioralnych).
  2. Materiał dźwiękowy i procedura:
    1. Wybierz bodziec (bodziec izochroniczny lub muzykę) zgodnie ze wskazaniami interfejsu oprogramowania. Wybierz odpowiednie tempo (450, 600 lub 750 ms IOI/IBI) wybranego bodźca. Upewnij się, że bodźce są dostarczane przez słuchawki z wygodnym poziomem głośności.
      UWAGA: Bodźce są oparte na tym samym materiale słuchowym, który jest używany w zadaniach synchronizacji. Każdy bodziec zawiera tylko 8 izochronicznie prezentowanych tonów lub uderzeń muzycznych zamiast 96. Dla każdego rodzaju bodźca istnieje wersja "zmiana" (50% prób, n = 24) i wersja "bez zmian" (50% prób, n = 24). W bodźcach zmiany przedostatni dźwięk lub uderzenie muzyczne pojawia się wcześniej lub później niż oczekiwano (o 8, 12 lub 16% sekwencji IOI/IBI) w oparciu o poprzednie IOI/IBI. W bodźcu bez zmian IOI/IBI są całkowicie izochroniczne.
    2. Poinstruuj uczestnika, aby usiadł w cichym pomieszczeniu przed monitorem komputera, wysłuchał bodźca, a następnie ocenił, po jego prezentacji, czy występuje zmiana odstępu między bodźcami lub uderzeniami (tj. anisochrona), czy nie. Zachęć uczestnika do zwrócenia uwagi na całą sekwencję.
    3. Rozpocznij prezentację bodźca. Poproś uczestnika, aby odpowiedział poprzez naciśnięcie jednego z dwóch na klawiaturze komputera (tj. jednego dla odpowiedzi "zmiana" lub drugiego dla odpowiedzi "bez zmian") po prezentacji bodźca.
  3. Analiza danych:
    UWAGA: Przeanalizuj dane uzyskane z zadania percepcji rytmu, obliczając wskaźnik dyskryminacji (d') na każdym poziomie zmiany (przy 8, 12, 16% IOI/IBI) i dla każdego IOI/IBI. Im wyższa wartość d', tym większa wrażliwość na anizoochrony.
    1. Rozważ odpowiedzi (n = 48) udzielone przez każdego uczestnika na dany bodziec, zapisane w pliku wyjściowym przez oprogramowanie użyte do przeprowadzenia eksperymentu behawioralnego. Policz liczbę reakcji, w których anisochrona obecna w bodźcu została prawidłowo wykryta. Oblicz współczynnik trafień (tj. liczbę trafień / liczbę bodźców zmianowych).
    2. Policz liczbę odpowiedzi, gdy uczestnik zgłosił zmianę w odstępie między bodźcami lub uderzeniami, gdy nie było żadnej zmiany. Oblicz wskaźnik fałszywych alarmów (FA) (tj. liczbę FA/liczbę bodźców bez zmian).
    3. Oblicz wskaźnik Z dla współczynnika trafień i współczynnika FA, używając funkcji Matlab rozkład.normalny.odw (wynik z = rozkład.normalny.odw(Współczynnik trafień lub współczynnik FA)). Odejmij wskaźnik Z dla współczynnika FA od wskaźnika Z dla współczynnika trafień, aby uzyskać d'.
  4. Ocena indywidualnych wyników:
    UWAGA: Porównaj wyniki uczestnika z grupą normatywną lub kontrolną, aby odkryć przypadki słabej percepcji rytmu. Jeśli chodzi o wyniki zadań synchronizacji, należy wykonać poprawiony test t za pomocą programu komputerowego singlelims.
    1. Otwórz program komputerowy singlelims. Wpisać średnią i SD d' oraz wielkość próby grupy normatywnej lub kontrolnej. Należy podać wartość d' dla uczestnika, który ma być porównany z grupą normatywną lub kontrolną.
      UWAGA: Uczestnik osiągnął znacznie gorsze wyniki niż grupa normatywna lub kontrolna, gdy dwustronne prawdopodobieństwo skorygowanego testu t wynosi poniżej 0,05.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Opisane powyżej zadania zostały z sukcesem wykorzystane do charakterystyki zdolności czasowych osób bez wykształcenia muzycznego2,34-36. W niedawnym reprezentatywnym badaniu nad głuchotą na rytm (beat-deafness)2, grupa 99 niemuzyków (studentów) została poddana przesiewowi z wykorzystaniem dwóch prostych zadań synchronizacyjnych. Uczestnicy synchronizowali stukanie palcem z sekwencją izochroniczną oraz fragmentem muzycznym w komfortowym tempie (przy IOI/IBI wynoszącym 600 msec). Dziesięcioro uczestni...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Celem opisanej metody jest dostarczenie zestawu zadań i strategii analitycznych w celu scharakteryzowania zdolności czasowych większości osób i wykrycia przypadków głuchoty lub słabej synchronizacji. Krytyczne etapy protokołu obejmują: 1) konfigurację instrumentów używanych do prezentacji bodźców i zbieranie danych dotyczących stukania palcami i odpowiedzi badanych, 2) zbieranie danych za pomocą dwóch zestawów zadań (synchronizacja i percepcja rytmu), 3) analizę danych synchronizacji ze statystykami kołowymi i danymi dot...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

To badanie było wspierane przez Międzynarodowy Grant Reintegracyjny (nr 14847) od Komisji Europejskiej dla SDB, oraz przez grant z Polskiego Narodowego Centrum Nauki (decyzja nr. Dec-2011/01/N/HS6/04092) do JS.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
MatlabMathworksJęzyk wysokiego poziomu i interaktywne środowisko do obliczeń numerycznych, wizualizacji i programowania
MAX MSPCycling '74Oprogramowanie do akwizycji danych z interfejsów sterowanych przez MIDI i prezentacji stymulacji
PrezentacjaSystemyneurobehawioralneOprogramowanie do przeprowadzania eksperymentów z zakresu psychologii eksperymentalnej. Umożliwia precyzyjne dostarczanie bodźców i zbieranie reakcji behawioralnych.
Roland HPD- 10RolandHand pad perkusyjny (instrument MIDI)
EDIROL FA-66Interfejs RolandMIDI do podłączenia instrumentu MIDI do komputera.

Bibliografia

  1. Grondin, S. The Psychology of Time. , Emerald, West Yorkshire. (2008).
  2. Sowiński, J., Dalla Bella, S. Poor synchronization to the beat may result from deficient auditory-motor mapping. Neuropsychologia. 51 (10), 1952-1963 (2013).
  3. Repp, B. H. Sensorimotor synchronization and perception of timing: Effects of music training and task experience. Hum. Mov. Sci. 29 (2), 200-213 (2010).
  4. Coull, J. T., Cheng, R. -K., Meck, W. H. Neuroanatomical and neurochemical substrates of timing. Neuropsychopharmacology. 36 (1), 3-25 (2011).
  5. Wing, A. M. Voluntary timing and brain function: An information processing approach. Brain Cogn. 48 (1), 7-30 (2002).
  6. Ivry, R. B., Spencer, R. M. C. The neural representation of time. Curr. Opin. Neurobiol. 14 (2), 225-232 (2004).
  7. Watson, S. L., Grahn, J. A. Perspectives on rhythm processing in motor regions of the brain. Mus. Ther. Perspect. 31 (1), 25-30 (2013).
  8. Fries, W., Swihart, A. A. Disturbance of rhythm sense following right hemisphere damage. Neuropsychologia. 28 (12), 1317-1323 (1990).
  9. Schwartze, M., Keller, P. E., Patel, A. D., Kotz, S. A. The impact of basal ganglia lesions on sensorimotor synchronization, spontaneous motor tempo, and the detection of tempo changes. Behav. Brain Res. 216 (2), 685-691 (2011).
  10. Wilson, S. J., Pressing, J. L., Wales, R. J. Modelling rhythmic function in a musician post-stroke. Neuropsychologia. 40 (8), 1494-1505 (2002).
  11. Allman, M. J., Meck, W. H. Pathophysiological distortions in time perception and timed performance. Brain. 135 (3), 656-677 (2012).
  12. Dalla Bella, S., Peretz, I. Congenital amusia interferes with the ability to synchronize with music. Ann. N. Y. Acad. Sci. 999 (1), 166-169 (2003).
  13. Phillips-Silver, J., et al. Born to dance but beat-deaf: a new form of congenital amusia. Neuropsychologia. 49 (5), 961-969 (2011).
  14. Launay, J., Grube, M., Stewart, L. Dysrhythmia: A specific congenital rhythm perception deficit. Front. Psychol. 5, 18(2014).
  15. Peretz, I., Champod , A. S., Hyde, K. L. Varieties of musical disorders. The Montreal Battery of Evaluation of Amusia. Ann. N. Y. Acad. Sci. 999 (1), 58-75 (2003).
  16. Ayotte, J., Peretz, I., Hyde, K. L. Congenital amusia: a group study of adults afflicted with a music-specific disorder. Brain. 125 (2), 238-251 (2002).
  17. Dalla Bella, S., Giguère, J. -F., Peretz, I. Singing proficiency in the general population. J. Acoust. Soc. Am. 121 (2), 1182-1189 (2007).
  18. Peretz, I. Musical disorders: from behavior to genes. Curr. Dir. Psychol. Sci. 17 (5), 329-333 (2008).
  19. Peretz, I., Hyde, K. What is specific to music processing? Insights from congenital amusia. Trends in Cogn. Sci. 7 (8), 362-367 (2003).
  20. Hyde, K. L., Peretz, I. Brains that are out of tune but in time. Psychol. Sci. 15 (5), 356-360 (2004).
  21. Foxton, J. M., Nandy, R. K., Griffiths, T. D. Rhythm deficits in ‘tone deafness. Brain Cogn. 62 (1), 24-29 (2006).
  22. Dalla Bella, S., Giguère, J. -F., Peretz, I. Singing in congenital amusia. J. Acoust. Soc. Am. 126 (1), 414-424 (2009).
  23. Loui, P., Guenther, F., Mathys, C., Schlaug, G. Action-perception mismatch in tone-deafness. Curr. Biol. 18 (8), R331-R332 (2008).
  24. Griffiths, T. D. Sensory systems: auditory action streams. Curr. Biol. 18 (9), R387-R388 (2008).
  25. Dalla Bella, S., Berkowska, M., Sowiński, J. Disorders of pitch production in tone deafness. Front. Psychol. 2, 164(2011).
  26. Berkowska, M., Dalla Bella, S. Uncovering phenotypes of poor-pitch singing: the Sung Performance Battery (SPB). SPB). Front. Psychol. 4 (714), (2013).
  27. Repp, B. H. Sensorimotor synchronization: a review of the tapping literature. Psychon. Bull. Rev. 12 (6), 969-992 (2005).
  28. Repp, B. H. Musical synchronization, and the brain. Music, motorcontrol. Altenmüller, E., Kesselring, J., Wiesendanger, M. , Oxford University Press. 55-76 (2006).
  29. Vorberg, D., Wing, A. Modeling variability and dependence in timing. Handbook of perception and action. Heuer, H., Keele, S. W. 2, Academic Press. 181-162 (1996).
  30. Wing, A. M., Kristofferson, A. B. Response delays and the timing of discrete motor responses. Percept. Psychophys. 14 (1), 5-12 (1973).
  31. Wing, A. M., Kristofferson, A. B. The timing of interresponse intervals. Percept. Psychophys. 13 (3), 455-460 (1973).
  32. Ivry, R. B., Hazeltine, R. E. Perception and production of temporal intervals across a range of durations: Evidence for a common timing mechanism. J. Exp. Psychol. Hum. Percept. Perform. 21 (1), 3-1037 (1995).
  33. Ehrlé, N., Samson, S. Auditory discrimination of anisochrony: influence of the tempo and musical backgrounds of listeners. Brain Cogn. 58 (1), 133-147 (2005).
  34. Iversen, J. R., Patel, A. D., et al. The Beat Alignment Test (BAT): Surveying beat processing abilities in the general population. Proceedings of the 10th International Conference on Music Perception and Cognition (ICMPC10. Miyazaki, K. , Causal Productions. Adelaide. 465-468 (2008).
  35. Benoit, C. -E., Dalla Bella, S., et al. Musically cued gait-training improves both perceptual and motor timing in Parkinson's disease. Front. Hum. Neurosci. 8, 494(2014).
  36. Fujii, S., Schlaug, G. The Harvard Beat Assessment Test (H-BAT): A battery for assessing beat perception and production and their dissociation. Front. Hum. Neurosci. 7, 771(2013).
  37. Schulze, H. H. The perception of temporal deviations in isochronic patterns. Percept. Psychophys. 45 (4), 291-296 (1989).
  38. Fisher, N. I. Statistical analysis of circular data. , Cambridge University Press. Cambridge. (1993).
  39. Berens, P. CircStat: a Matlab Toolbox for circular statistics. J. Stat. Soft. 31, 1-21 (2009).
  40. Kirschner, S., Tomasello, M. Joint drumming: social context facilitates synchronization in preschool children. J. Exp. Child Psychol. 102 (3), 299-314 (2009).
  41. Pecenka, N., Keller, P. E. The role of temporal prediction abilities in interpersonal sensorimotor synchronization. Exp. Brain Res. 211 (3-4), 505-515 (2011).
  42. Mardia, K. V., Jupp, P. E. Directional statistics. , John Wiley. New York. (1999).
  43. Wilkie, D. Rayleigh test for randomness of circular data. Appl. Stat. 32 (3), 311-312 (1983).
  44. Crawford, J. R., Garthwaite, P. H. Investigation of the single case in neuropsychology: Confidence limits on the abnormality of test scores and test score differences. Neuropsychologia. 40 (8), 1196-1208 (2002).
  45. Aschersleben, G. Temporal control of movements in sensorimotor synchronization. Brain Cogn. 48 (1), 66-79 (2002).
  46. Repp, B. H., Su, Y. -H. Sensorimotor synchronization: A review of recent research (2006-2012). Psychon. Bull. Rev. 20 (3), 403-452 (2013).
  47. Stewart, L., von Kriegstein, K., Dalla Bella, S., Warren, J. D., Griffiths, T. D. Disorders of musical cognition. Oxford Handbook of Music Psychology. Hallam, S., Cross, I., Thaut, M. , Oxford University Press. 184-196 (2009).
  48. Noreika, V., Falter, C. M., Rubia, K. Timing deficits in attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD): Evidence from neurocognitive and neuroimaging studies. Neuropsychologia. 51 (2), 235-266 (2013).
  49. Lim, I., et al. Effects of external rhythmical cueing on gait in patients with Parkinson's disease: a systematic review. Clin. Rehabil. 19 (7), 695-713 (2005).
  50. Spaulding, S. J., Barber, B., et al. Cueing and gait improvement among people with Parkinson's disease: a meta-analysis. Arch. Phys. Med. Rehabil. 94 (3), 562-570 (2012).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Sprostowanie


Formal Correction: Erratum: Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks
Posted by JoVE Editors on 9/01/2016. Citeable Link.

A correction to the Acknowledgements section was made in: Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks.

The Acknowledgements section has been updated from:

This research was supported by an International Reintegration Grant (n. 14847) from the European Commission to SDB and a grant from Polish Ministry for Science and Education to JS.

to:

This research was supported by an International Reintegration Grant (n. 14847) from the European Commission to SDB, and by a grant from Polish Narodowe Centrum Nauki (decision No. Dec-2011/01/N/HS6/04092) to JS.

Tagi

Statystyka ko owapercepcja rytmutiming sensoromotorycznydetekcja anizochroniidok adno synchronizacjisp jno synchronizacjibod ce s uchoweneuronauka poznawcza

Powiązane artykuły