Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Ocena treningu audio-dotykowej substytucji sensorycznej u uczestników z głęboką głuchotą z wykorzystaniem techniki potencjału związanego ze zdarzeniem

2.3K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/64266

⸱

7 września 2022

 ,  ,  ,  ,  , 
1Instituto de Neurociencias, Universidad de Guadalajara, 2Universidad Michoacana de San Nicolás Hidalgo

W tym artykule

Podsumowanie

Ten protokół ma na celu zbadanie podstawowych zmian elektrofizjologicznych związanych z uczeniem się u osób z głęboką głuchotą po krótkim okresie szkolenia w zakresie audio-dotykowej substytucji sensorycznej poprzez zastosowanie techniki potencjału związanego ze zdarzeniem.

Streszczenie

Ten artykuł analizuje zastosowanie metod opartych na elektroencefalogramie do oceny efektów treningu substytucji audio-dotykowej u młodych, głęboko głuchych (PD) uczestników, w celu analizy mechanizmów neuronalnych związanych z wibrodotykową złożoną dyskryminacją dźwięków. Elektryczna aktywność mózgu odzwierciedla dynamiczne zmiany neuronalne, a czasowa precyzja potencjałów związanych ze zdarzeniami (ERP) okazała się kluczowa w badaniu procesów zablokowanych w czasie podczas wykonywania zadań behawioralnych, które angażują uwagę i pamięć roboczą.

Obecny protokół został zaprojektowany do badania aktywności elektrofizjologicznej u osób z PD, podczas gdy wykonywali oni zadanie ciągłego wykonywania (CPT) za pomocą bodźców dźwiękowych o złożonym zasięgu, składającym się z pięciu różnych odgłosów zwierzęcych dostarczanych przez przenośny system stymulacyjny noszony na prawym palcu wskazującym. Jako projekt powtarzalnych pomiarów, zapisy elektroencefalogramu (EEG) w standardowych warunkach wykonano przed i po krótkim programie treningowym (pięć 1-godzinnych sesji w ciągu 15 dni), a następnie korekcję artefaktów offline i uśrednianie epok, w celu uzyskania indywidualnych i średnich przebiegów. Wyniki behawioralne wskazują na znaczną poprawę dyskryminacji i bardziej solidny dodatni przebieg dośrodkowy podobny do P3 dla docelowych bodźców po treningu. W tym protokole ERP przyczyniają się do dalszego zrozumienia zmian neuronalnych związanych z uczeniem się u osób z chorobą Parkinsona związanych z dźwiękowo-dotykową dyskryminacją złożonych dźwięków.

Wprowadzenie

Wczesna głęboka głuchota to deficyt sensoryczny, który silnie wpływa na przyswajanie języka mówionego i percepcję dźwięków otoczenia, które odgrywają istotną rolę w poruszaniu się w codziennym życiu osób z prawidłowym słuchem. Zachowana i funkcjonalna ścieżka czuciowa słuchowa pozwala nam słyszeć kroki, gdy ktoś zbliża się poza zasięgiem wzroku, reagować na nadjeżdżające pojazdy, syreny karetek pogotowia i alarmy bezpieczeństwa oraz reagować na własne imię, gdy ktoś potrzebuje naszej uwagi. Słuch jest zatem istotnym zmysłem dla mowy, komunikacji, rozwoju poznawczego i szybkiej interakcji z otoczeniem, w tym postrzegania potencjalnych zagrożeń w otoczeniu. Przez dziesięciolecia badano możliwość substytucji dźwiękowo-dotykowej jako alternatywnej metody percepcji dźwięku, która może uzupełniać i ułatwiać rozwój językowy u osób z poważnymi zaburzeniami słuchu, ale z ograniczonymi wynikami1,2,3. Substytucja sensoryczna ma na celu dostarczenie użytkownikom informacji o środowisku za pośrednictwem ludzkiego kanału sensorycznego innego niż normalnie używany; Wykazano, że jest to możliwe w różnych systemach sensorycznych4,5. W szczególności audio-dotykowa substytucja sensoryczna jest osiągana, gdy mechanoreceptory skóry mogą przekształcać energię fizyczną fal dźwiękowych, które składają się na informacje słuchowe, we wzorce pobudzenia neuronów, które mogą być postrzegane i integrowane ze szlakami somatosensorycznymi i somatosensorycznymi obszarami korowymi wyższego rzędu6.

Kilka badań wykazało, że osoby głęboko głuche potrafią rozróżniać barwę muzyki wyłącznie poprzez percepcję wibrodotykową7 i rozróżniać osoby mówiące tą samą płcią za pomocą sygnałów spektralnych złożonych bodźców wibrodotykowych8. Nowsze odkrycia wykazały, że osoby niesłyszące odniosły konkretne korzyści z krótkiego, dobrze skonstruowanego programu treningowego percepcji dźwiękowo-dotykowej, ponieważ znacznie poprawiły swoją zdolność do rozróżniania różnych częstotliwości czystych tonów9 oraz między czystymi tonami o różnym czasie trwania10. W eksperymentach tych wykorzystano potencjały związane ze zdarzeniami (ERP), metody łączności grafów i ilościowe pomiary elektroencefalogramu (EEG) w celu zobrazowania i przeanalizowania funkcjonalnych mechanizmów mózgu. Jednak aktywność neuronalna związana z dyskryminacją złożonych dźwięków otoczenia nie została zbadana przed tym artykułem.

ERP okazały się przydatne do badania procesów czasowych, z niesamowitą rozdzielczością czasową rzędu milisekund, podczas wykonywania zadań behawioralnych, które obejmują alokację uwagi, pamięć roboczą i wybór odpowiedzi11. Jak opisali Luck, Woodman i Vogel12, ERP są z natury wielowymiarowymi środkami przetwarzania i dlatego dobrze nadają się do oddzielnego pomiaru podskładowych poznania. W eksperymencie ERP ciągły przebieg ERP wywołany prezentacją bodźca może być wykorzystany do bezpośredniej obserwacji aktywności neuronalnej, która jest interwencyjna między bodźcem a reakcją behawioralną. Inne zalety tej techniki, takie jak jej opłacalność i nieinwazyjny charakter, sprawiają, że doskonale nadaje się ona do badania precyzyjnego przebiegu procesów poznawczych w czasie w populacjach klinicznych. Co więcej, narzędzia ERP zastosowane w projekcie z powtarzającymi się pomiarami, w którym aktywność elektryczna mózgu pacjentów jest rejestrowana więcej niż raz w celu zbadania zmian aktywności elektrycznej po programie treningowym lub interwencji, zapewniają dalszy wgląd w zmiany neuronalne w czasie.

Komponent P3, będący najszerzej zbadanym potencjałem poznawczym13, jest obecnie uznawany za reagujący na wszelkiego rodzaju bodźce, najbardziej widocznie na bodźce o niskim prawdopodobieństwie, o dużej intensywności lub znaczeniu, lub takie, które wymagają pewnej reakcji behawioralnej lub poznawczej14. Komponent ten okazał się również niezwykle przydatny w ocenie ogólnej sprawności poznawczej w modelach klinicznych15,16. Wyraźną zaletą oceny zmian w kształcie fali P3 jest to, że jest to łatwo obserwowalna odpowiedź neuronalna ze względu na jej większą amplitudę w porównaniu z innymi mniejszymi składnikami; Ma charakterystyczny środkowo-ciemieniowy rozkład topograficzny i jest również stosunkowo łatwy do uzyskania przy użyciu odpowiedniego projektu eksperymentalnego17,18,19.

W tym kontekście, celem tego badania jest zbadanie zmian elektrofizjologicznych związanych z uczeniem się u pacjentów z głęboką głuchotą po krótkim treningu w zakresie wibrodotykowej dyskryminacji dźwięków. Ponadto narzędzia ERP są stosowane do zobrazowania funkcjonalnej dynamiki mózgu leżącej u podstaw tymczasowego zaangażowania zasobów poznawczych wymaganych przez zadanie.

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

Protokół

Badanie zostało sprawdzone i zatwierdzone przez Komitet Etyki Instytutu Neuronauki (ET062010-88, Universidad de Guadalajara), zapewniając, że wszystkie procedury zostały przeprowadzone zgodnie z Deklaracją Helsińską. Wszyscy uczestnicy wyrazili zgodę na dobrowolny udział i wyrazili pisemną świadomą zgodę (w przypadku osób niepełnoletnich rodzice podpisali formularze zgody).

1. Projekt eksperymentalny

  1. Przygotowanie bodźca
    1. Przeszukaj bazy danych dźwięków na licencji Creative Commons, aby wybrać zestaw odgłosów zwierząt w .wav formacie. Bodźce w tym badaniu składały się z pięciu różnych odgłosów zwierzęcych: szczekania psa, muczenia krowy, rżenia konia, ryczenia osła i trąbienia słoni.
      UWAGA: Użyte tutaj bodźce dźwiękowe zostały wcześniej wybrane jako zbiór dźwięków do programu treningu dyskryminacji wibrodotykowej w naszych wcześniejszych badaniach9,10.
    2. Edytuj pliki dźwiękowe za pomocą bezpłatnego edytora audio o otwartym kodzie źródłowym, aby ujednolicić intensywność i długość bodźców do 1500 ms. W przypadku tego protokołu ustandaryzuj w skali liniowej od 0 do 8000 Hz, przy wzmocnieniu 20 dB i w zakresie 80 dB w oparciu o parametry ustalone w poprzednich badaniach9,10 przy użyciu tego samego systemu stymulacji wibrodotykowej.
    3. Zapisz sformatowane pliki audio w 32-bitowym formacie zmiennoprzecinkowym z częstotliwością projektu 48 000 Hz.
  2. Konfiguracja paradygmatu w oprogramowaniu do prezentacji elektrofizjologii
    1. Zaprojektuj zadanie ciągłego wykonywania (CPT) przy użyciu eksperymentalnego oprogramowania do projektowania i prezentacji bodźców, przypisując bodźce do jednego z dwóch warunków: (a) bodźca docelowego (T) (szczekanie psa w 20% prób) i (b) bodźców niedocelowych (NT) (pozostałe cztery dźwięki zwierzęce dla pozostałych 80%).
      UWAGA: Każdy warunek został oznaczony tym samym kodem, aby zsynchronizować znaczniki prezentacji bodźca podczas programowania protokołu EEG w oprogramowaniu rejestrującym.
    2. Zbuduj pseudolosową prezentację bodźców za pomocą platformy oprogramowania, w której pięć dźwięków zwierzęcych (pies, krowa, koń, osioł i słoń) jest prezentowanych przez 20% czasu. Sprawdź, czy bodziec docelowy (szczekanie psa) nigdy nie występuje więcej niż dwa razy z rzędu.
    3. Określ żądany interwał międzybodźcowy (ISI) i całkowity czas odpowiedzi, a następnie wybierz klucze odpowiedzi, które będą używane do automatycznego zbierania danych behawioralnych dla docelowych (T) odpowiedzi na bodźce. W tym przypadku stała lista ISI 2000 ms dla 150 prób i prawidłowa odpowiedź na bodźce T zostały zaprogramowane za pomocą lewego sterującego na standardowej klawiaturze komputera. Uczestnicy otrzymali okno czasowe 3500 ms na reakcję behawioralną (zaczynając od prezentacji bodźca).

2. Wybór uczestnika

  1. Rekrutuj potencjalnych uczestników z głęboką obustronną diagnozą odbiorczego ubytku słuchu i zbieraj dane demograficzne, w tym wiek, płeć, preferencje dotyczące rąk i historię edukacji.
  2. Przeprowadzanie częściowo ustrukturyzowanych wywiadów klinicznych w celu zbadania uczestników pod kątem osobistej lub rodzinnej historii chorób psychicznych, neurologicznych lub neurodegeneracyjnych oraz w celu zebrania informacji dotyczących historii klinicznej głuchoty: wieku zachorowania, etiologii i historii używania aparatów słuchowych, a także preferowanego trybu komunikacji (ustny, ręczny lub dwujęzyczny).
  3. Przeprowadź badania audiologiczne (progi słuchu w czystym tonie) za pomocą audiometru, aby potwierdzić stopień ubytku słuchu.
    1. W pomieszczeniu o wyciszonym dźwięku usiądź bezpośrednio przed uczestnikiem i odpowiednio załóż na nim słuchawki.
    2. Poinstruuj uczestników, aby podnieśli dominującą rękę, aby zasygnalizować, kiedy tylko słyszą dźwięk prezentowany przez słuchawki.
    3. Wahając się od 20 dB do 110 dB poziomów intensywności, prezentuj czysty ton w sześciu oktawach w następującej kolejności rosnącej: 250, 500, 1000, 2000, 4000 i 8000 Hz, zaczynając od lewego ucha i powtarzając te same kroki dla prawego ucha.
      1. Oblicz średnią tonalną pacjenta (PTA), uśredniając progi słyszenia przy 500, 1000, 2000 i 4000 Hz dla każdego ucha. Kryterium włączenia do badania stopnia ubytku słuchu jest obustronna średnia tonów czystych (PTA) większa niż 90 dB.
      2. Wybierz uczestników na podstawie kryteriów kwalifikacyjnych. Kryteria włączenia obejmują dodatkowo brak osobistej lub rodzinnej historii chorób psychiatrycznych, neurologicznych lub neurodegeneracyjnych oraz niesyndromiczną, przedjęzykową głęboką obustronną głuchotę. Uzyskaj świadomą zgodę i wyjaśnij uczestnikom procedury eksperymentalne.
        UWAGA: Wszystkie formularze, kwestionariusze i instrukcje użyte w badaniu zostały przetłumaczone na meksykański język migowy (MSL) przez profesjonalnego tłumacza MSL i zostały przedstawione w formacie wideo za pomocą tabletu. Ponadto podczas wszystkich procedur badawczych obecny był tłumacz MSL.

3. Sesja zapisu EEG przed treningiem

  1. Przygotowanie uczestników
    1. Sprawdź, czy uczestnicy przyszli na sesję nagraniową z czystymi i suchymi włosami, nie używali żadnego żelu do włosów, odżywki ani innych produktów do włosów, które wpływają na impedancję elektrod.
    2. Poproś uczestników, aby usiedli w wygodnej pozycji, w odległości około 60 cm od ekranu bodźca i za pomocą tabletu odtworzyli klip wideo MSL z opisem procedury przygotowania.
    3. Oczyść obszary, w których zostaną umieszczone elektrody referencyjne i elektrooczne (EOG) (płatki uszu, czoło, zewnętrzna kanta, grzbiety oczodołu podgałkowego itp.). Najpierw przetrzyj skórę wacikiem nasączonym alkoholem, a następnie delikatnie nałóż żel do przygotowania ściernego EEG za pomocą bawełnianego wacika, aby złuszczyć martwe komórki naskórka na powierzchni.
    4. Napełnij złoty kubek elektrody przewodzącą pastą elektrodową i umieść elektrodę w każdym miejscu odniesienia, zwykle na prawym i lewym płatku uszu lub wyrostka sutkowatego. Powtórz kroki, aby umieścić co najmniej jeden pionowy EOG na zewnętrznej kancie i jeden poziomy EOG na grzbiecie oczodołu podgałkowego w celu monitorowania aktywności okoruchowej (mrugnięcia i sakkady). Przytrzymaj pojedyncze elektrody na miejscu za pomocą kawałka 1 w taśmie mikroporowej.
    5. Poproś uczestników, aby trzymali ręce prosto w poziomie, a następnie ciasno, ale wygodnie dopasowali uprząż ciała wokół klatki piersiowej pod pachami z zatrzaskami pośrodku klatki piersiowej.
    6. Umieść komercyjną elektroczepkę EEG z 19 elektrodami Ag/AgCl (Fp1, Fp2, F3, F4, F7, F8, C3, C4, P3, P4, O1, O2, T3, T4, T5, T6, Fz, Cz i Pz) ułożonymi topograficznie zgodnie z międzynarodowym systemem 10-20. Użyj taśmy mierniczej, aby sprawdzić obwód głowy uczestnika, aby upewnić się, że używasz odpowiedniego rozmiaru czapki.
    7. Wyrównaj elektrodę Cz z noskiem, a następnie zmierz odległość od nasiona do wlotu, tak aby elektroda Cz wypadła dokładnie pośrodku. Zapnij regulowane paski po bokach czapki do uprzęży ciała, aby elektro-nasadka była mocno napięta.
    8. Umieść wypełnioną żelem strzykawkę z igłą wewnątrz elektrody, zakreśl igłę, aby usunąć włosy, a następnie delikatnie przetrzyj obszar skóry głowy pod elektrodą przed nałożeniem żelu przewodzącego. Nie nakładaj zbyt dużo żelu, aby uniknąć mostkowania elektrycznego z sąsiednimi elektrodami.
    9. Pozostaw żel przewodzący EEG do wyschnięcia w chłodnej temperaturze pokojowej.
  2. Konfiguracja urządzenia rejestrującego EEG
    1. Skalibruj system EEG zgodnie z instrukcją przyrządu, a następnie podłącz elektro-nasadkę do amplifier ustawiony na pasmo przepustowe 0,05-30 Hz (3 punkty odcięcia dB przy krzywych roll-off 6 dB/oktawę), filtr wycinający 60 Hz i częstotliwość próbkowania 200 Hz równą okresowi próbkowania 5 ms.
    2. Sprawdź, czy impedancja jest poniżej 5 KΩ (dla systemu o niskiej impedancji) we wszystkich lokalizacjach elektrod i sprawdź na monitorze, czy wszystkie kanały płynnie rejestrują sygnały elektryczne.
  3. Uruchamianie zadania eksperymentalnego
    1. Ustaw uczestnika przed monitorem komputera i umieść klawiaturę w wygodnej odległości.
    2. Podłącz przenośnego stymulatora (patrz Rysunek 1) do gniazdka głośnika systemu komputerowego i ustaw głośność głośnika na maksymalny poziom intensywności.
    3. Wyreguluj przenośny system stymulatora na prawym opuszku palca wskazującego uczestnika i przetestuj.
    4. Korzystając z tabletu, odtwórz instrukcje eksperymentu i wykonaj próbę próbną, aby zapoznać badanego z przenośnym urządzeniem stymulującym, bodźcami dźwiękowo-dotykowymi i zadaniem. Powtórz instrukcje MSL i sprawdź, czy rozumiesz.
    5. Przypomnij uczestnikowi, aby zareagował na bodziec szczekania psa, naciskając lewy sterujący lewym palcem wskazującym tylko po wykryciu bodźca docelowego i wstrzymał się z reakcją, gdy usłyszy którykolwiek z pozostałych czterech odgłosów zwierzęcia. Eksperymentalny paradygmat CPT jest reprezentowany w Rysunek 2.
    6. Przedstaw jasne instrukcje, jak zminimalizować artefakty i zademonstrować wpływ artefaktów na EEG w czasie rzeczywistym przed rozpoczęciem nagrywania (zalecane jako standardowa procedura nagrywania w badaniach z populacjami klinicznymi20).
    7. Przed rozpoczęciem zadania CPT sprawdź, czy synchronizacja zdarzeń między komputerem stymulacji poznawczej a komputerem rejestrującym EEG działa prawidłowo. W tym celu należy rozpocząć rejestrację sygnału EEG i kliknąć ikonę komunikacji w interfejsie oprogramowania do prezentacji bodźców. Po kliknięciu impulsy zsynchronizowane ze zdarzeniami pojawiają się na dole ekranu rejestracji EEG.
    8. Uruchom zadanie eksperymentalne. Uważnie obserwuj uczestnika i monitoruj czujność, wykonywanie odpowiedzi oraz nadmierny ruch lub mruganie.
    9. Zatrzymaj się i pozwól uczestnikowi na krótką przerwę w środku eksperymentu (w 4 minuty eksperymentu), aby umożliwić mu mrugnięcie, zrelaksowanie się i poruszanie się, jeśli to konieczne. Zakończ uruchamianie eksperymentu.

4. Program treningowy w zakresie substytucji sensorycznej

  1. Zapoznaj się z plikiem uzupełniającym 1, który zawiera szczegółowy opis programu pięciu sesji, aby przeprowadzić szkolenie. Zautomatyzuj opisane czynności za pomocą arkusza kalkulacyjnego, aby szkolenie było bardziej systematyczne i angażujące dla uczestników. Użyj oryginalnych obrazów i nagrań audio z 9 i poproś uczestników o odpowiedź, dotykając monitora dotykowego laptopa.
    UWAGA: Zawartość i tabele w tym pliku zostały przedrukowane za zgodą od9.

5. Potreningowa sesja zapisu EEG

  1. Powtórz dokładnie te same kroki, jak opisano w sekcji 3.

6. Analiza EEG

UWAGA: Etapy akwizycji EEG zostały wykonane za pomocą oprogramowania do rejestracji EEG, a etapy przetwarzania EEG zostały wykonane za pomocą oddzielnego oprogramowania do analizy EEG.

  1. Wstępne przetwarzanie surowego sygnału EEG
    1. Zdefiniuj i wybierz epoki 1100 ms w ciągłych danych EEG, bez użycia dodatkowych filtrów cyfrowych, wykorzystując początek bodźca jako moment początkowy (t0) i uwzględniając 100 ms bodziec wstępny używany do korekcji linii podstawowej. Rysunek uzupełniający 1 ilustruje, w jaki sposób epoki 1100 ms zostały wybrane zgodnie z komercyjnym oprogramowaniem do analizy EEG zainstalowanym w urządzeniu rejestrującym EEG.
    2. Podczas odrzucania artefaktów należy wykluczyć epoki danych na wszystkich kanałach, gdy napięcie w danej epoce zapisu przekracza 100 μV na dowolnym kanale EEG lub EOG. Odrzuć również artefakty poprzez oględziny epok. Patrz rysunek uzupełniający 2, który przedstawia przykład epok, które zostały ręcznie odrzucone z powodu artefaktów ocznych.
  2. Uśrednianie sygnału
    1. Wybierz równą liczbę epok wolnych od artefaktów dla każdego warunku bodźca (docelowego i niedocelowego) zarówno w warunkach przed, jak i po treningu. Wybierz maksymalną możliwą epokę, aby poprawić stosunek sygnału do szumu. Zrób to dla każdego zapisu EEG.
      UWAGA: W tym protokole wybraliśmy średnio 25 epok poprawnej odpowiedzi na warunek w każdym punkcie czasowym, ponieważ byliśmy zainteresowani oceną dyskryminacji docelowej. Należy pamiętać, że niektóre komponenty ERP nie wymagają jawnych reakcji behawioralnych do obserwacji. Uczestnicy, którzy mieli mniej niż 15 epok wolnych od artefaktów w każdym stanie, zostali wykluczeni z badania.
    2. Kliknij menu Operacje i wybierz opcję uśredniania okna EEG, aby uśrednić poszczególne ERP.
    3. Najpierw wybierz opcję Niezależna średnia, aby uśrednić tylko próby docelowe. Następnie wybierz pozostałe cztery bodźce niedocelowe i kliknij opcję Średnia razem, aby uśrednić.
    4. Powtórz kroki 6.2.2 i 6.2.3 dla zapisu EEG każdego uczestnika w stanie przedtreningowym, a następnie dla stanu potreningowego.
    5. Po obliczeniu wszystkich indywidualnych ERP należy je uśrednić, aby uzyskać przebiegi średniej wielkiej na warunek bodźca dla okresu przed i po treningu. Otwórz dowolną średnią EP z osobna, a następnie przejdź do menu Operacje i wybierz opcję uśredniania średniej głównej. Wybierz indywidualne średnie uczestnika, które mają zostać uwzględnione w średniej grupowej.
    6. Z listy rozwijanej wybierz wszystkie średnie docelowe przed treningiem, a następnie kliknij przycisk Średnia, wpisz żądaną nazwę pliku i naciśnij Return, aby zapisać. Następnie wybierz z listy rozwijanej wszystkie średnie przed treningiem, które nie są celem, kliknij przycisk Średnia, wpisz żądaną nazwę pliku i ponownie naciśnij Return, aby zapisać.
    7. Powtórz poprzednie kroki dla stanu potreningowego.
  3. Wizualizacje i analizy ERP
    1. Wybierz menu Operacje, aby wyświetlić listę zapisanych średnich średnich. Następnie kliknij średnie grupowe, które chcesz wykreślić. Następnie kliknij przycisk Montaż, aby wybrać kanały, które chcesz wykreślić.
    2. Przejdź do menu Narzędzia, a następnie kliknij Opcje wizualizacji, aby wybrać kolor i szerokość linii każdego kształtu fali. Następnie kliknij menu Sygnał, zaznacz pole korekcji DC, wpisz żądany interwał bodźca bazowego, a następnie naciśnij Return.
    3. Dokładnie sprawdź wykreślone przebiegi średniej wielkiej, aby zidentyfikować interesujące składowe i odpowiadające im okna czasowe.
      UWAGA: W tym eksperymencie wiedzieliśmy, że przebiegi, ze względu na projekt zadania i niedostateczne badanie ścieżek sensorycznych dla P3, byłyby najprawdopodobniej dodatnim składowym pojawiającym się później niż 300 ms w elektrodach dośrodkowych i z większymi amplitudami napięcia w stanie docelowym.
    4. Eksportuj poszczególne szczytowe amplitencje amplitudy i napięcia, a następnie zaimportuj dane do arkusza kalkulacyjnego w celu zbudowania bazy danych. Przeprowadź analizę wariancji z powtarzającymi się pomiarami (ANOVA) przy użyciu oprogramowania statystycznego.

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

Wyniki

Aby zilustrować, w jaki sposób efekt treningu dyskryminacji w ramach sensorycznej substytucji audio-taktylnej u osób z PD można ocenić poprzez analizę zmian P3 w grupie 17 osób z PD (średni wiek = 18,5 lat; SD = 7,2 lat; osiem kobiet i 11 mężczyzn), przygotowano kilka rycin przedstawiających przebiegi ERP. Wyniki pokazane na wykresach ERP ujawniają zmiany w centroparietalnym dodatnim potencjale typu P3, który po treningu jest bardziej wyraźny dla bodźców docelowych. W warunkach przed treningiem wyniki ERP sugerują, że wa...

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

Dyskusja

Korzystając z narzędzi ERP, zaprojektowaliśmy protokół do obserwacji i oceny stopniowego rozwoju umiejętności rozróżniania wibrodotykowego w celu rozróżniania wibrodotykowych reprezentacji różnych czystych tonów. Nasze wcześniejsze prace wykazały, że stymulacja wibrodotykowa jest realną alternatywną metodą percepcji dźwięku dla osób głęboko niesłyszących. Jednak ze względu na złożoność naturalnych dźwięków w porównaniu z czystymi tonami, potencjał dyskryminacji dźwięków językowych zasługuje na osobne badanie.

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

Oświadczenia

Potwierdzamy, że nie ma żadnych znanych konfliktów interesów związanych z tą publikacją i nie było znaczącego wsparcia finansowego dla tej pracy, które mogłoby wpłynąć na jej wynik.

Podziękowania

Dziękujemy wszystkim uczestnikom i ich rodzinom, a także instytucjom, które umożliwiły tę pracę, w szczególności Asociación de Sordos de Jalisco, Asociación Deportiva, Cultural y Recreativa de Silentes de Jalisco, Educación Incluyente, A.C., oraz Preparatoria No. 7. Dziękujemy również Sandrze Márquez za jej wkład w ten projekt. Praca ta została sfinansowana przez GRANT SEP-CONACYT-221809, GRANT SEP-PRODEP 511-6/2020-8586-UDG-PTC-1594 oraz Neuroscience Institute (Universidad de Guadalajara, Meksyk).

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

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Zespół AudacityAudacityaudacityteam.orgDarmowe, wieloplatformowe oprogramowanie do edycji dźwięku o otwartym kodzie źródłowym
AudiometrRezonansr17a
Oprogramowanie do analizy EEGNeuronic , S.A.
Oprogramowanie do zapisu EEGNeuronic , S.A.
Czapka elektryczna Electro-cap International, Inc.Czapka E1-Mz 19 aktywnymi elektrodami, regulowanymi paskami i uprzężą piersiową. 
Elektro-żelElectro-cap International, Inc.
Zewnętrzne głośniki
Freesound Grupa Technologii Muzycznychfreesound.orgBaza danych Creative Commons Licencjonowane dźwięki
Zapięcie na rzepRzep
IBM SPSS (Pakiet Statystyczny dla Nauk Społecznych)IBM
Elektrody indywidualne Złoty Puchar Cadwell, 60 w
MEDICID-5Neuronic, S.A.Sprzęt rejestrujący EEG (w tym wzmacniacz i komputer).
NuprepWeaver i firmaEKG & EEG ścierny żel do przygotowania skóry
Komputer przenośny z ekranem dotykowymDell
SEVITAC-DCentro Camac, Argentyna. Opatentowany przez Luisa Camposa (2002).http://sevitac-d.com.ar/Przenośny system stymulacyjny jest noszony na czubku palca wskazującego i składa się z maleńkiej, elastycznej plastikowej membrany o powierzchni 78,5 mm2, która wibruje w odpowiedzi na fale ciśnienia akustycznego za pośrednictwem transmisji analogowej. Posiada zakres częstotliwości dźwięku od 10 Hz do 10 kHz.
Oprogramowanie do prezentacji bodźców MindtracerNeuronics, S.A.
Stymulacja monitora komputerowego i klawiatury
TabletLenovo
Ten20 Przewodząca elektroda neurodiagnostyczna tkaczi firma
komputerowe

Bibliografia

  1. Rothenberg, M., Richard, D. M. Encoding fundamental frequency into vibrotactile frequency. The Journal of the Acoustical Society of America. 66 (4), 1029-1038 (1979).
  2. Plant, G., Arne, R. The transmission of fundamental frequency variations via a single channel vibrotactile aid. Speech Transmission Laboratories Quarterly Progress Report. 24 (2-3), 61-84 (1983).
  3. Bernstein, L. E., Tucker, P. E., Auer, E. T. Potential perceptual bases for successful use of a vibrotactile speech perception aid. Scandinavian Journal of Psychology. 39 (3), 181-186 (1998).
  4. Bach-y-Rita, P., Kercel, S. W. Sensory substitution and the human-machine interface. Trends in Cognitive Sciences. 7 (12), 541-546 (2003).
  5. Bach-y-Rita, P. Tactile sensory substitution studies. Annals of New York Academy of Sciences. 1013 (1), 83-91 (2004).
  6. Kaczmarek, K. A., Webster, J. G., Bach-y-Rita, P., Tompkins, W. J. Electrotactile and vibrotactile displays for sensory substitution systems. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 38 (1), 1-16 (1991).
  7. Russo, F. A., Ammirante, P., Fels, D. I. Vibrotactile discrimination of musical timbre. Journal of Experimental Psychology Human Perception Performance. 38 (4), 822-826 (2012).
  8. Ammirante, P., Russo, F. A., Good, A., Fels, D. I. Feeling voices. PloS One. 8 (1), 369-377 (2013).
  9. González-Garrido, A. A., et al. Vibrotactile discrimination training affects brain connectivity in profoundly deaf individuals. Frontiers in Human Neuroscience. 11, 28(2017).
  10. Ruiz-Stovel, V. D., Gonzalez-Garrido, A. A., Gómez-Velázquez, F. R., Alvarado-Rodríguez, F. J., Gallardo-Moreno, G. B. Quantitative EEG measures in profoundly deaf and normal hearing individuals while performing a vibrotactile temporal discrimination task. International Journal of Psychophysiology. 166, 71-82 (2021).
  11. Polich, J. Updating P300: an integrative theory of P3a and P3b. Clinical Neurophysiology. 118 (10), 2128-2148 (2007).
  12. Luck, S. J., Woodman, G. F., Vogel, E. K. Event-related potential studies of attention. Trends in Cognitive Sciences. 4 (11), 432-440 (2000).
  13. Kelly, S. P., O'Connell, R. G. The neural processes underlying perceptual decision making in humans: recent progress and future directions. Journal of Physiology-Paris. 109 (1-3), 27-37 (2015).
  14. Barry, R. J., et al. Components in the P300: Don't forget the Novelty P3. Psychophysiology. 57 (7), 13371(2020).
  15. Polich, J. P300 clinical utility and control of variability. Journal of Clinical Neurophysiology. 15 (1), 14-33 (1998).
  16. Polich, J., Criado, J. R. Neuropsychology and neuropharmacology of P3a and P3b. International Journal of Psychophysiology. 60 (2), 172-185 (2006).
  17. Polich, J., Kok, A. Cognitive and biological determinants of P300: an integrative review. Biological Psychology. 41 (2), 103-146 (1995).
  18. Nieuwenhuis, S., Aston-Jones, G., Cohen, J. D. Decision making, the P3, and the locus coeruleus--norepinephrine system. Psychological Bulletin. 131 (4), 510(2005).
  19. Luck, S. J. An Introduction to the Event-Related Potential Technique. , MIT Press. (2014).
  20. Kappenman, E. S., Luck, S. J. Best practices for event-related potential research in clinical populations. Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging. 1 (2), 110-115 (2016).
  21. Rac-Lubashevsky, R., Kessler, Y. Revisiting the relationship between the P3b and working memory updating. Biological Psychology. 148, 107769(2019).
  22. Twomey, D. M., Murphy, P. R., Kelly, S. P., O'Connell, R. G. The classic P300 encodes a build-to-threshold decision variable. European Journal of Neuroscience. 42 (1), 1636-1643 (2015).
  23. Boudewyn, M. A., Luck, S. J., Farrens, J. L., Kappenman, E. S. How many trials does it take to get a significant ERP effect? It depends. Psychophysiology. 55 (6), 13049(2018).
  24. Cohen, J., Polich, J. On the number of trials needed for P300. International Journal ofPsychophysiology. 25 (3), 249-255 (1997).
  25. Duncan, C. C., et al. Event-related potentials in clinical research: guidelines for eliciting, recording, and quantifying mismatch negativity, P300, and N400. Clinical Neurophysiology. 120 (11), 1883-1908 (2009).
  26. Thigpen, N. N., Kappenman, E. S., Keil, A. Assessing the internal consistency of the event-related potential: An example analysis. Psychophysiology. 54 (1), 123-138 (2017).
  27. Huffmeijer, R., Bakermans-Kranenburg, M. J., Alink, L. R., Van IJzendoorn, M. H. Reliability of event-related potentials: the influence of number of trials and electrodes. Physiology & Behavior. 130, 13-22 (2014).
  28. Rietdijk, W. J., Franken, I. H., Thurik, A. R. Internal consistency of event-related potentials associated with cognitive control: N2/P3 and ERN/Pe. PloS One. 9 (7), 102672(2014).
  29. Alsuradi, H., Park, W., Eid, M. EEG-based neurohaptics research: A literature review. IEEE Access. 8, 49313-49328 (2020).

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

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Potencja y wywo anedyskryminacja wibrotaktylnarejestracja EEGdyskryminacja z o onych d wi k wtest ci g ej uwagi CPTfala P3aktywno elektrofizjologiczna
Ocena treningu audio-dotykowej substytucji sensorycznej u uczestników z głęboką głuchotą z wykorzystaniem techniki potencjału związanego ze zdarzeniem
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki korzystania z usługi

Zasady

Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.