Name: Odbijająca się piłka o jednostajnie zmieniającej się prędkości w zadaniu synchronizacji metronomu (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-09-21T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 4 s
Description: Poznaj metodę odbijającej się piłki o zmiennej prędkości w zadaniu synchronizacji metronomu. Technika ta umożliwia badanie synchronizacji sensoryczno-motorycznej i porównanie modalności wizualnej z dźwiękową.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta praca była wspierana przez Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin (31371129).

Ten protokół został zatwierdzony przez Institutional Review Board of Psychology Department of Sun Yat-Sen University.
UWAGA: Do realizacji tego protokołu służy niestandardowy program "BouncingBall"9. Wyodrębnienie pliku "BouncingBall.zip" generuje katalog "BouncingBall", który zawiera pliki bodźców słuchowych i wzrokowych (patrz sekcja 1 poniżej), skrypt "BouncingBall_run.m" do programowania prezentacji bodźców i nagrywania odpowiedzi (patrz sekcja 2 poniżej) oraz prezentacji bodźców i rejestracji odpowiedzi (patrz sekcja 3 poniżej), oraz skrypt "BouncingBall_analyze.m" do programowania analiz danych (patrz sekcja 4 poniżej) i wykonywania analiz danych (patrz sekcja 4 poniżej) § 5 poniżej).
1. Przygotowanie bodźców słuchowych i wzrokowych
UWAGA: Katalog "BouncingBall" zawiera wygenerowane bodźce. Czytelnicy mogą używać lub modyfikować bodźce w zależności od potrzeb.
<ol>
	<li>Użyj oprogramowania, w którym można generować tony słuchowe, aby stworzyć czysty ton o częstotliwości 600 Hz i czasie trwania 50 ms.</li>
	<li>Użyj oprogramowania, w którym można generować obrazy wizualne, aby stworzyć obraz pomarańczowej kuli z przezroczystym tłem.</li>
	<li>Użyj smartfona z aparatem, aby zrobić zdjęcie pomarańczowej piłki do koszykówki i użyj oprogramowania, w którym można generować obrazy wizualne, aby stworzyć obraz piłki do koszykówki na czarnym tle.</li>
</ol>
2. Programowanie prezentacji bodźców i rejestrowania reakcji
UWAGA: Programowanie prezentacji bodźców i nagrywania reakcji jest już zaimplementowane w skrypcie "BouncingBall_run.m" w katalogu "BouncingBall", który można otworzyć i edytować za pomocą oprogramowania do edycji tekstu. Czytelnicy mogą konfigurować lub modyfikować ustawienia zgodnie z wymaganiami, postępując zgodnie z komentarzami w skrypcie.
<ol>
	<li>Ustaw kolor tła jako.</li>
	<li>Skonfiguruj każdą sekwencję tak, aby zawierała 55 zdarzeń (54 IOI). Dla praktyki (patrz poniżej) ustaw numer zdarzenia na 20.</li>
	<li>Ustaw każdą sekwencję tak, aby powtarzała się 6 razy. Dla praktyki ustaw liczbę powtórzenia jako 2.</li>
	<li>Ustaw IOI na 600 ms lub 900 ms.</li>
	<li>Skonstruuj sekwencję AT.
	<ol>
		<li>Prezentuj czyste brzmienie w każdym IOI.</li>
		<li>Umieść na stałe pomarańczową kulę o średnicy 1,74 cm (z kątem widzenia 1,66°) i białą kreskę o wymiarach 3,54 cm x 4,06 cm. Umieść piłkę na środku ekranu komputera i wyświetl pasek 0,92 cm poniżej dolnej krawędzi piłki. 
		UWAGA: Pomarańczowa kula i pasek są prezentowane, aby utrzymać ustawienia wizualne tak spójne, jak to tylko możliwe, między sekwencją AT a sekwencjami wizualnymi oraz aby obiekt skupiał się na piłce i utrzymywał uwagę na zadaniu słuchowym.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Skonstruuj sekwencję VF.
	<ol>
		<li>Niech pomarańczowa kulka co IOI, tj. trwa przez 50 ms i znika na pozostały czas IOI.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Skonstruuj sekwencję VB.
	<ol>
		<li>Zamień pomarańczową piłkę na realistyczną pomarańczową piłkę do koszykówki.</li>
		<li>Pozwól piłce przesuwać się w sposób ciągły o 0,92 cm (odległość ruchu) w dół i dotknij białego paska, a następnie przesuń się w górę do pozycji wyjściowej. 
		UWAGA: Prędkość piłki jest równomiernie zmieniana ze stałym przyspieszeniem. Przyspieszenie wynosi 0,20 m/s2 dla IOI 600 ms lub 0,09 m/s2 dla IOI 900 ms. Piłka osiąga maksymalną prędkość po dotknięciu poprzeczki. Używaj różnych przyspieszeń dla różnych IOI.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Nagrywaj i zapisuj czas, gdy fotografowany obiekt naciska odpowiedzi na klawiaturze komputera.</li>
</ol>
3. Procedura eksperymentalna
UWAGA: Prezentowanie bodźców i rejestrowanie odpowiedzi odbywa się poprzez wpisanie "BouncingBall_run(SequenceType, IOI, ScreenX, ScreenY, isFormal)" w oknie poleceń oprogramowania. "ScreenX" i "ScreenY" odnoszą się odpowiednio do szerokości i wysokości ekranu komputera w cm. Dane gwintowania są automatycznie zapisywane w pliku "SequenceType_IOI_ScreenX_ScreenY.mat" przez program. IsFormal odnosi się do tego, czy eksperyment jest eksperymentem formalnym, czy praktyką.
<ol>
	<li>Poproś osobę, aby usiadła przed ekranem komputera w odległości 60 cm i założyła zestaw słuchawkowy.</li>
	<li>Przekaż osobie zainteresowanej pisemny formularz świadomej zgody do podpisania.</li>
	<li>Daj badanemu pisemne instrukcje dotyczące eksperymentu.
	<ol>
		<li>W instrukcjach wyjaśnij badanemu zadanie synchronizacji metronomu: stukaj (w klawiatury za pomocą palca wskazującego preferowanej ręki) w synchronizacji z tonami w sekwencji AT, kulkami w sekwencji VF i momentami, w których odbijająca się piłka przesuwa się do najniższej pozycji (tj. dotyka paska) w sekwencji VB.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Otwórz oprogramowanie. 
	UWAGA: Oprogramowanie działa w sposób ciągły, a jego okno poleceń pozostaje otwarte. Wpisanie polecenia Bouncingball_run w oknie poleceń spowoduje uruchomienie prezentacji bodźca i powrót do okna poleceń po zakończeniu prezentacji bodźca.</li>
	<li>Poproś badanego, aby dwukrotnie przećwiczył sekwencje 600 ms IOI AT, VF i VB, aby zapoznać się z bodźcami i zadaniem. 
	UWAGA: Praktyka była taka sama, jak w poniższym eksperymencie formalnym, z wyjątkiem: (1) Kolejność trzech typów sekwencji nie jest zmieniana u badanych; (2) Każda sekwencja jest powtarzana 2 razy; oraz (3) Każda sekwencja składa się z 20 zdarzeń.
	<ol>
		<li>Wpisz "Bouncingball_run('AT', 600, 53.1, 29.8, 0)" w oknie poleceń, a następnie naciśnij 'Enter', aby wykonać ćwiczenie sekwencji AT. 
		UWAGA: Rozmiar ekranu wynosił 53,1 cm x 29,8 cm w Gan i wsp.4, ale czytelnicy powinni przypisać rozmiar zgodnie z ekranem, którego używają. Gdy program eksperymentu jest uruchomiony, badany wykonuje zadanie opisane w instrukcjach eksperymentu. Ponadto prezentacja sekwencji odbywa się we własnym tempie, tj. osoba badana naciska spację, aby rozpocząć sekwencję.</li>
		<li>Wpisz "Bouncingball_run('VF', 600, 53.1, 29.8, 0)" w oknie poleceń, a następnie naciśnij 'Enter', aby wykonać ćwiczenie sekwencji VF.</li>
		<li>Wpisz "Bouncingball_run('VB', 600, 53.1, 29.8, 0)" w oknie poleceń, a następnie naciśnij "Enter", aby wykonać ćwiczenie sekwencji VB.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Poproś osobę badaną o przeprowadzenie eksperymentu. Przeciwwaga między typami IOI i typami sekwencji między podmiotami. 
	UWAGA: Poniżej znajduje się procedura dla jednego tematu.
	<ol>
		<li>Wpisz "Bouncingball_run('AT', 600, 53.1, 29.8, 1)" w oknie poleceń, a następnie naciśnij "Enter", aby wykonać sekwencję IOI AT 600 ms.
		<ol>
			<li>Zwróć uwagę, że osoba badana będzie stukać w klawiatury palcem wskazującym synchronicznie z tonami w sekwencji AT.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Wpisz "Bouncingball_run('VF', 600, 53.1, 29.8, 1)" w oknie poleceń, a następnie naciśnij "Enter", aby wykonać sekwencję IOI VF 600 ms.
		<ol>
			<li>Zwróć uwagę, że osoba badana będzie stukać w klawiatury palcem wskazującym synchronicznie z kulkami.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Wpisz "Bouncingball_run('VB', 600, 53.1, 29.8, 1)" w oknie poleceń, a następnie naciśnij "Enter", aby wykonać sekwencję IOI VB 600 ms.
		<ol>
			<li>Zwróć uwagę, że osoba badana będzie stukać w klawiatury palcem wskazującym synchronicznie z momentami, w których odbijająca się piłka przesuwa się do najniższej pozycji (tj. dotyka paska).</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Wpisz "Bouncingball_run('AT', 900, 53.1, 29.8, 1)" w oknie poleceń, a następnie naciśnij "Enter", aby wykonać sekwencję IOI AT 900 ms.
		<ol>
			<li>Zwróć uwagę, że osoba badana będzie stukać w klawiatury palcem wskazującym synchronicznie z tonami w sekwencji AT.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Wpisz "Bouncingball_run('VF', 900, 53.1, 29.8, 1)" w oknie poleceń, a następnie naciśnij "Enter", aby wykonać sekwencję IOI VF 900 ms.
		<ol>
			<li>Zwróć uwagę, że osoba badana będzie stukać w klawiatury palcem wskazującym synchronicznie z kulkami.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Wpisz "Bouncingball_run('VB', 900, 53.1, 29.8, 1)" w oknie poleceń, a następnie naciśnij "Enter", aby wykonać 900-ms sekwencję IOI VB.
		<ol>
			<li>Zwróć uwagę, że osoba badana będzie stukać w klawiatury palcem wskazującym synchronicznie z momentami, w których odbijająca się piłka przesuwa się do najniższej pozycji (tj. dotyka paska).</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. Programowanie analiz danych
UWAGA: Programowanie analiz danych jest już zaimplementowane w skrypcie "BouncingBall_analyze.m" w katalogu "BouncingBall", który można otworzyć i edytować za pomocą oprogramowania do edycji tekstu. Czytelnicy mogą konfigurować lub modyfikować ustawienia zgodnie z wymaganiami, postępując zgodnie z komentarzami w skrypcie. Nieprzetworzone dane synchronizacji to sekwencja czasów stukania. Użyj metody cyklicznej, aby przeanalizować zmienne dane synchronizacji okresowej, które zostały szczegółowo opisane w4,5,10. W tym miejscu niniejszy protokół opisuje procedurę analizy stabilności (R) synchronizacji, przy użyciu zestawu narzędzi do statystyk cyklicznych (np. CircStat toolbox11 ), jak opisano w Gan et al.4
<ol>
	<li>Pomiń stuknięcia w pierwszych pięciu zdarzeniach w sekwencji stuknięć, ponieważ synchronizacja zwykle wymaga kilku naciśnięć w celu ustabilizowania się.</li>
	<li>Asynchroniczność obliczeniowa.
	<ol>
		<li>Dla każdej sekwencji stuknięć oblicz asynchroniczność jako różnicę między czasem stuknięcia a czasem wystąpienia odpowiedniego zdarzenia, co daje sekwencję asynchroniczności. 
		UWAGA: Lepiej jest wykluczyć nieprawidłowe stuknięcia dla każdej sekwencji. Nieprawidłowe stuknięcia obejmują brakujące stuknięcia (tj. brak stuknięcia w interwale od -1/2 do +1/2 IOI wokół zdarzenia) i wielokrotne stuknięcia (tj. gdy w interwale od -1/2 do +1/2 IOI jest więcej niż jedno stuknięcie).</li>
		<li>Przelicz czasy (ms) asynchroniczności na kąty (stopień) za pomocą asynchroniczności*(360/IOI). Następnie użyj funkcji circ_ang2rad11, aby przeliczyć stopnie na radiany, co daje fazę względną (RP) na okręgu jednostkowym.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Stabilność synchronizacji obliczeń (R).
	<ol>
		<li>Dla każdej sekwencji asynchronicznej użyj funkcji circ_var11, aby obliczyć wariancję (S) RP.</li>
		<li>Obliczanie języka R przy użyciu funkcji R = 1 — S. 
		UWAGA: R jest długością wypadkowej (tj. średniej wektorów) RP, w zakresie od 0 (niestabilne stukanie z równomiernie rozłożonymi RP) do 1 (idealnie stabilne stukanie z jednomodalnym rozkładem RP).</li>
		<li>Dla każdego typu sekwencji oblicz średnią wartość RP z 6 prób jako R tego typu sekwencji tego badanego.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
5. Przeprowadzanie analiz danych
UWAGA: Poniżej znajduje się analiza danych z jednego tematu, zebranych w sposób przedstawiony powyżej. Wykonywanie analiz danych odbywa się poprzez wpisanie "Bouncingball_analyze(RecordedFile)" w oknie poleceń oprogramowania, które zwraca średnią i odchylenie standardowe (SD) stabilności.
<ol>
	<li>Dla sekwencji IOI AT 600 ms wpisz "Bouncingball_analyze('AT_600_53.1, 29.8.mat')" w oknie poleceń, a następnie naciśnij "Enter".</li>
	<li>W przypadku sekwencji VF IOI 600 ms wpisz "Bouncingball_analyze('VF_600_53.1, 29.8.mat')" w oknie poleceń, a następnie naciśnij "Enter".</li>
	<li>W przypadku sekwencji IOI VB 600 ms wpisz "Bouncingball_analyze('VB_600_53.1, 29.8.mat')" w oknie poleceń, a następnie naciśnij "Enter".</li>
	<li>Dla sekwencji IOI AT 900 ms wpisz "Bouncingball_analyze('AT_900_53.1, 29.8.mat')" w oknie poleceń, a następnie naciśnij "Enter".</li>
	<li>Dla sekwencji 900-ms IOI VF wpisz "Bouncingball_analyze('VF_900_53.1, 29.8.mat')" w oknie poleceń, a następnie naciśnij "Enter".</li>
	<li>W przypadku sekwencji IOI VB 900 ms wpisz "Bouncingball_analyze('VB_900_53.1, 29.8.mat')" w oknie poleceń, a następnie naciśnij "Enter".</li>
</ol>

<ol><li>Repp, B., Su, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensorimotor+synchronization%3A+A+review+of+recent+research+%282006-2012%29%5BTitle%5D)+AND+%22Psychon.+Bull.+Rev%22%5BJournal%5D)">Sensorimotor synchronization: A review of recent research (2006-2012).</a> Psychon. Bull. Rev. 20, 403-452 (2013).</li>
<li>Patel, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Evolutionary+Biology+of+Musical+Rhythm%3A+Was+Darwin+Wrong%3F%5BTitle%5D)+AND+%22+PLoS+Biol%22%5BJournal%5D)">The Evolutionary Biology of Musical Rhythm: Was Darwin Wrong?</a> PLoS Biol. 12, e1001821(2014).</li>
<li>Hove, M. J., Spivey, M. J., Krumhansl, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compatibility+of+motion+facilitates+visuomotor+synchronization%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Psychol.+Hum.+Percept.+Perform%22%5BJournal%5D)">Compatibility of motion facilitates visuomotor synchronization.</a> J. Exp. Psychol. Hum. Percept. Perform. 36, 1525-1534 (2010).</li>
<li>Gan, L., Huang, Y., Zhou, L., Qian, C., Wu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synchronization+to+a+bouncing+ball+with+a+realistic+motion+trajectory%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">Synchronization to a bouncing ball with a realistic motion trajectory.</a> Sci. Rep. 5, 11974(2015).</li>
<li>Iversen, J. R., Patel, A. D., Nicodemus, B., Emmorey, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synchronization+to+auditory+and+visual+rhythms+in+hearing+and+deaf+individuals%5BTitle%5D)+AND+%22Cognition%22%5BJournal%5D)">Synchronization to auditory and visual rhythms in hearing and deaf individuals.</a> Cognition. 134, 232-244 (2015).</li>
<li>Hove, M. J., Fairhurst, M. T., Kotz, S. A., Keller, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synchronizing+with+auditory+and+visual+rhythms%3A+An+fMRI+assessment+of+modality+differences+and+modality+appropriateness%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Synchronizing with auditory and visual rhythms: An fMRI assessment of modality differences and modality appropriateness.</a> NeuroImage. 67, 313-321 (2013).</li>
<li>Iversen, J. R., Balasubramaniam, R. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S235215461630050X">Synchronization and temporal processing.</a> Curr. Opin. Behav. Sci. 8, 175-180 (2016).</li>
<li>Repp, B. <a target="_blank" href="http://web.haskins.yale.edu/Reprints/HL1438.pdf">Rate Limits of Sensorimotor Synchronization.</a> Adv. Cogn. Psychol. 2, 163-181 (2006).</li>
<li>BouncingBall. , 
 
 <a target="_blank" href=" http://csclab.sysu.edu.cn/Publications/BouncingBall_Program.html"> http://csclab.sysu.edu.cn/Publications/BouncingBall_Program.html</a> (2017).</li>
<li>Fisher, N. I. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFisher%2C+NI+%22Statistical+Analysis+of+Circular+Data%22">Statistical Analysis of Circular Data</a>. , Cambridge University Press. (1993).</li>
<li>Berens, P. <a target="_blank" href="https://core.ac.uk/download/pdf/25711159.pdf">A MATLAB Toolbox for Circular Statistics.</a> J. Stat. Softw. 31, (2009).</li>
<li>Patel, A. D., Iversen, J. R., Chen, Y., Repp, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+metricality+and+modality+on+synchronization+with+a+beat%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">The influence of metricality and modality on synchronization with a beat.</a> Exp. Brain Res. 163, 226-238 (2005).</li>
<li>Dalla Bella, S., Sowiński, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Uncovering+Beat+Deafness%3A+Detecting+Rhythm+Disorders+with+Synchronized+Finger+Tapping+and+Perceptual+Timing+Tasks%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks.</a> J. Vis. Exp. , (2015).</li>
<li>Wu, X., Ashe, J., Bushara, K. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+olivocerebellar+system+in+timing+without+awareness%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Role of olivocerebellar system in timing without awareness.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 108, 13818-13822 (2011).</li>
<li>Arias, P., Cudeiro, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+rhythmic+sensory+stimulation+%28auditory%2C+visual%29+on+gait+in+Parkinson%27s+disease+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Effects of rhythmic sensory stimulation (auditory, visual) on gait in Parkinson's disease patients.</a> Exp Brain Res. 186, 589-601 (2008).</li>
<li>Hove, M. J., Suzuki, K., Uchitomi, H., Orimo, S., Miyake, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interactive+Rhythmic+Auditory+Stimulation+Reinstates+Natural+1%2Ff+Timing+in+Gait+of+Parkinson%27s+Patients%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Interactive Rhythmic Auditory Stimulation Reinstates Natural 1/f Timing in Gait of Parkinson's Patients.</a> PLoS ONE. 7, e32600(2012).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Protokół ten ilustruje, jak badać odbijającą się piłkę o jednostajnie zmieniającej się prędkości w zadaniu synchronizacji metronomu. Biorąc pod uwagę jej porównywalną wydajność synchronizacji do tonów słuchowych, odbijająca się piłka ma szczególne znaczenie dla rozwiązania obecnego tematu badawczego, jakim jest to, czy SMS jest specyficzny dla modalności. 
Krytycznym krokiem w obecnym protokole jest wprowadzenie jednostajnie zmieniającej się prędkości odbijającej się piłki, a instrukcje krok p...

Synchronizacja sensoryczno-motoryczna (SMS) odnosi się do koordynacji ruchów (np. uderzeń palcem) z zewnętrznym rytmem i jest kanonicznie badana przy użyciu prostego zadania synchronizacji z metronomem, w którym badany musi uderzać palcem zgodnie z izochroniczną sekwencją1,2. Przewaga modalności słuchowej nad wizualną w synchronizacji z metronomem jest znana od ponad wieku: synchronizacja jest znacznie stabilniejsza w przypadku sekwencji słuchowej składającej się z tonów dźwiękowych (Rycina 1A) niż w przypadku sekwencji wizualnej składającej się z błysków wizualnych (Rycina 1B)1. Ta słuchowa przewaga synchronizacji z metronomem została jednak ostatnio zakwestionowana przez badania z wykorzystaniem okresowo poruszających się bodźców wizualnych3,4,5,6 (należy zauważyć, że okresowo poruszające się bodźce wizualne odnoszą się do ruchów ciągłych). Hove et al. wykorzystali sekwencję wizualną składającą się z paska poruszającego się w górę i w dół ze stałą prędkością i stwierdzili, że synchronizacja z paskiem była bardziej stabilna niż synchronizacja z błyskami wizualnymi, ale wciąż mniej stabilna niż synchronizacja z tonami słuchowymi3,6. Iversen et al. zastosowali odbijającą się piłeczkę, której prędkość zmieniała się zgodnie z prostowaną sinusoidą, i wykazali, że synchronizacja z odbijającą się piłeczką była zbliżona do synchronizacji z tonami słuchowymi5. Niedawno Gan et al. wykorzystali odbijającą się piłeczkę o jednostajnie zmiennej prędkości (tzn. symulującą efekt grawitacji) (Rycina 1C) i stwierdzili, że synchronizacja z odbijającą się piłeczką nie była mniej stabilna niż synchronizacja z tonami słuchowymi4.
Celem niniejszego protokołu jest wprowadzenie procedury zastosowania skaczącej piłeczki o jednostajnie zmiennej prędkości w zadaniu synchronizacji z metronomem, zgodnie z opisem Gan et al.4. Zadanie synchronizacji z metronomem obejmuje sekwencję słuchową złożoną z sygnałów dźwiękowych (sekwencja AT, Rysunek 1A) oraz sekwencję wizualną złożoną z błysków wizualnych (sekwencja VF, Rysunek 1B), które są powszechnie stosowane w badaniach nad SMS1. Trzecim rodzajem sekwencji w zadaniu jest sekwencja wizualna składająca się ze skaczącej piłeczki (sekwencja VB, Rysunek 1C). Choć od dawna uważano, że podstawą SMS są mechanizmy specyficzne dla danej modalności, takie jak silniejsze połączenia między korą słuchową a motoryczną niż między korą wizualną a motoryczną2, kwestia tego, czy SMS jest specyficzny dla modalności, przyciągnęła ostatnio dużą uwagę badawczą1,7. Skacząca piłeczka wprowadzona w niniejszym protokole jest szczególnie użyteczna w rozwiązywaniu problemu modalności ze względu na porównywalne wyniki synchronizacji w przypadku skaczącej piłeczki i sygnałów dźwiękowych. Ponadto synchronizacja z metronomem może być elastycznie przeprowadzana w ograniczonym zakresie IOI (10-1 80 ms)8. Aby zilustrować zastosowanie skaczącej piłeczki dla różnych IOI, niniejszy protokół obejmuje IOI wynoszące 600 ms (co odpowiada w przybliżeniu najczęściej preferowanemu IOI) oraz IOI wynoszące 90 ms.
<img alt="Wykres oscylacji przedstawiający synchronizację ruchu z sygnałami słuchowymi i wizualnymi w funkcji czasu." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56205/56205fig1.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1: Ilustracja bodźców. Proband wystukuje rytm zgodnie z sekwencją izochroniczną, która składa się z tonów słuchowych (A: sekwencja AT), wizualne migające kule (B: sekwencji VF), lub wizualną skaczącą piłeczkę (C: sekwencja VB). W Cprędkość i trajektoria odbijającej się kuli są przedstawione jako funkcje czasu i zaznaczone odpowiednio liniami niebieską i zieloną. Dystans ruchu odbijającej się kuli wynosi 9,2 mm, a prędkość szczytowa w punkcie odbicia (t. j., przy najniższej pozycji kulki) wynosi 0,061 mm/ms. Przedstawiono osiem zdarzeń w sekwencji o IOI wynoszącym 60 ms. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56205/56205fig1large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>

<table><tbody><tr><td>Psychtoolbox</td><td>http://psychtoolbox.org</td><td>3.0.12</td><td></td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>MathWorks</td><td>7.11.0 (R2010b)</td><td></td></tr><tr><td>Adobe Photoshop</td><td>Adobe&nbsp; Systemy</td><td>Adobe Photoshop CS6</td><td></td></tr><tr><td>monitor komputerowy</td><td>AOC</td><td>G2460PQU/BR Słuchawki LCD</td><td></td></tr><tr><td></td><td>PHILIPS</td><td>SHM6500</td><td></td></tr><tr><td>klawiatura komputerowa</td><td>Dell</td><td>kb113t</td><td></td></tr><tr><td></td><td>smartfon Apple</td><td>iphone6s</td><td></td></tr><tr><td>IBM SPSS Statystyki</td><td>IBM</td>, <td>IBM, SPSS Statystyki 21</td><td></td></tr></tbody></table>

odbijająca się piłka o jednostajnie zmieniającej się prędkości w zadaniu synchronizacji metronomu

Bouncing Ball with a Uniformly Varying Velocity in a Metronome Synchronization Task

Synchronizacja sensomotoryczna (SMS), podstawowa ludzka zdolność do koordynowania ruchów z zewnętrznymi rytmami, od dawna uważana jest za specyficzną dla modalności. W kanonicznym zadaniu synchronizacji metronomu, które wymaga stukania palcem wraz z sekwencją izochroniczną, dobrze ugruntowanym odkryciem jest to, że synchronizacja jest znacznie bardziej stabilna w przypadku sekwencji słuchowej składającej się z tonów słuchowych niż w przypadku sekwencji wizualnej składającej się z wizualnych błysków. Jednak ostatnie badania wykazały, że okresowo poruszające się bodźce wzrokowe mogą znacznie poprawić synchronizację w porównaniu z błyskami wizualnymi. W szczególności stwierdzono, że synchronizacja odbijającej się wizualnie piłki o jednostajnie zmieniającej się prędkości jest nie mniej stabilna niż synchronizacja tonów słuchowych. W tym przypadku obecny protokół opisuje zastosowanie odbijającej się piłki o jednostajnie zmieniającej się prędkości w zadaniu synchronizacji metronomu. Uwzględniono użycie odbijającej się piłki w sekwencjach z różnymi interwałami między początkami (IOI). Reprezentatywne wyniki ilustrują wydajność synchronizacji odbijającej się piłki w porównaniu z wydajnością tonów słuchowych i błysków wizualnych. Biorąc pod uwagę jej porównywalną wydajność synchronizacji do tonów słuchowych, odbijająca się piłka ma szczególne znaczenie dla rozwiązania obecnego tematu badawczego, jakim jest to, czy mechanizmy specyficzne dla modalności leżą u podstaw SMS.

Jednym z najbardziej znanych wyników w badaniach nad SMS jest fakt, że synchronizacja z metronomem jest znacznie stabilniejsza w przypadku sekwencji słuchowej składającej się z tonów niż w przypadku sekwencji wizualnej składającej się z błysków światła1, co sugeruje istnienie specyficznych dla danej modalności mechanizmów SMS2. Jednakże niedawne badania wykazały, że okresowo poruszające się bodźce wizualne mogą znacznie poprawić synchronizac...

Celem tego protokołu jest wprowadzenie zastosowania odbijającej się piłki o jednostajnie zmieniającej się prędkości w zadaniu synchronizacji metronomu.

Odbijająca się piłka o jednostajnie zmieniającej się prędkości w zadaniu synchronizacji metronomu

Sensorimotor synchronization (SMS), a fundamental human ability to coordinate movements with external rhythms, has long been thought to be modality ...

Ogólnym celem niniejszego protokołu jest wprowadzenie zastosowania odbijającej się piłki o jednostajnie zmiennej prędkości w zadaniu synchronizacji z metronomem. Metoda ta może pomóc w odpowiedzi na kluczowe pytania w dziedzinie synchronizacji sensoryczno-motorycznej i przetwarzania czasu, takie jak to, czy synchronizacja sensoryczno-motoryczna jest specyficzna dla danej modalności. Główną zaletą tej techniki jest to, że synchronizacja wprowadzonej wizualnie odbijającej się piłki jest porównywalna z synchronizacją sygnałów dźwiękowych.Procedurę zademonstruje Liying Zhan, doktorantka z naszego laboratorium. Rozpocznij od poproszenia badanego o zajęcie miejsca przed ekranem komputera w odległości 60 cm oraz o założenie słuchawek. Przedstaw badanemu pisemny formularz świadomej zgody do podpisu, a następnie przekaż instrukcje eksperymentalne wyjaśniające zadanie synchronizacji z metronomem.Następnie uruchom oprogramowanie eksperymentalne na komputerze. Rozpocznij sesję treningową, aby badany mógł zapoznać się z sekwencjami o 600 milisekundowym odstępie między początkami bodźców (IOI). Po zakończeniu przez badanego prób treningowych poinformuj go, że w następnej kolejności rozpocznie si

bouncing-ball-with-uniformly-varying-velocity-metronome

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

Opisano wydajną metodę pozwalającą zrozumieć sposób, w jaki ludzie orientują się w przestrzeni trójwymiarowej. Metoda ta wykorzystuje symulator ruchu zdolny do przemieszczania obserwatorów w sposób nieosiągalny dla tradycyjnych symulatorów. Wyniki potwierdzają, że ruch w płaszczyźnie poziomej jest niedoszacowany, natomiast ruch pionowy jest przeszacowany.

Symulator CyberMotion MPI: Implementacja nowatorskiego symulatora ruchu do badania wielozmysłowej integracji ścieżki w trzech wymiarach

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.

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

Przedstawiono protokół do charakterystyki zachowania pieszych w terenie i symulacji wynikającej z tego reakcji strukturalnej. Testy terenowe pokazują, że zidentyfikowane in situ tempo stymulacji i tempo synchronizacji między uczestnikami stanowią istotny wkład w symulację i weryfikację obciążeń wywołanych przez człowieka.

Symulacja drgań wywołanych przez człowieka w oparciu o scharakteryzowane zachowanie pieszych w terenie

Ten protokół oferuje digitalizację części tradycyjnych zadań klinicznych, powszechnie używanych do pomiaru funkcji poznawczych i kontroli motorycznej w chorobie Parkinsona. Zadania kliniczne są digitalizowane, a rytmy biofizyczne są rejestrowane na różnych poziomach funkcjonalnych układu nerwowego, od dobrowolnego, spontanicznego, automatycznego do autonomicznego.

Dynamiczne cyfrowe biomarkery funkcji motorycznych i poznawczych w chorobie Parkinsona

Dynamika między sprzężonymi mózgami osób jest coraz częściej reprezentowana przez synchronizację między mózgami (IBS), gdy koordynują się one ze sobą, głównie za pomocą jednoczesnego rejestrowania sygnałów mózgów (czyli hiperskanowania) z fNIRS. W badaniach hiperskanowania fNIRS, IBS był powszechnie oceniany za pomocą metody koherencji transformacji falkowej (WTC) ze względu na jej przewagę w rozszerzaniu szeregów czasowych do przestrzeni czasowo-częstotliwościowej, gdzie oscylacje można...

Jak obliczyć i zweryfikować synchronizację między mózgami w badaniu hiperskanowania fNIRS

Opisany tutaj protokół ma na celu zwiększenie ilościowej oceny deficytów kończyn górnych, z celem opracowania dodatkowej technologii do zdalnej oceny zarówno w klinice, jak i w domu. Technologie wirtualnej rzeczywistości i biosensorów są łączone ze standardowymi technikami klinicznymi, aby zapewnić wgląd w funkcjonowanie układu nerwowo-mięśniowego.

Konfiguracja do ilościowej oceny ruchu i aktywności mięśni podczas wirtualnego zmodyfikowanego testu pudełkowego i blokowego

Prezentujemy protokół, który wykorzystuje śledzenie ruchów gałek ocznych do monitorowania ruchów gałek ocznych podczas zadania polegającego na porównywaniu interwałów (percepcji czasu trwania) na podstawie zdarzeń wizualnych. Celem jest dostarczenie wstępnego przewodnika do oddzielenia reakcji okoruchowych na zadania percepcji czasu trwania (porównanie lub rozróżnienie przedziałów czasowych) od reakcji na sam bodziec.

Ruchy gałek ocznych w percepcji czasu widzenia: rozplątywanie bodźca od czasu w procesach przeddecyzyjnych

Nowatorski test ostrości oparty na ruchu, który pozwala na ocenę centralnego i peryferyjnego przetwarzania wzrokowego u osób słabowidzących i zdrowych, wraz z goglami ograniczającymi widzenie peryferyjne kompatybilnymi z protokołami MRI, są opisane tutaj. Metoda ta oferuje kompleksową ocenę wzroku pod kątem zaburzeń funkcjonalnych i dysfunkcji układu wzrokowego.

Test ostrości ruchu do pomiaru ostrości pola widzenia z kształtami zdefiniowanymi przez ruch

Pokazujemy, jak obiektywna miara może być zastosowana w powszechnie stosowanym paradygmacie iluzji gumowej ręki. Miara ta jest uzyskiwana przez modyfikację dobrze ugruntowanego zadania kongruencji intermodalnej. Zadanie to pozwala na zbadanie procesów multisensorycznych, które są krytyczne dla modulacji reprezentacji ciała, jak w iluzji gumowej ręki.

Zadanie kongruencji intermodalnej jako sposób na uzyskanie obiektywnej miary behawioralnej w paradygmacie iluzji gumowej ręki

Ten artykuł opisuje, jak wykorzystać emocjonalne zadanie dziwaka i fMRI do pomiaru aktywacji mózgu u dzieci i młodzieży z rodzinnie wysokim ryzykiem schizofrenii (FHR). FMRI zostało użyte do pomiaru różnic w regionach czołowo-prążkowo-limbicznych podczas emocjonalnego dziwnego zadania. Dzieci z FHR wykazywały nieprawidłową aktywację funkcjonalną w okresie dojrzewania.

Pomiar aktywności czołowo-limbicznej za pomocą emocjonalnego zadania dziwacznego u dzieci z rodzinnym wysokim ryzykiem schizofrenii

Poznaj metodę odbijającej się piłki o zmiennej prędkości w zadaniu synchronizacji metronomu. Technika ta umożliwia badanie synchronizacji sensoryczno-motorycznej i porównanie modalności wizualnej z dźwiękową.

Odbijająca się piłka o jednostajnie zmieniającej się prędkości w zadaniu synchronizacji metronomu

Przeglądaj więcej filmów