Teste Tactile Masking entre os antebraços

Resumo

Aqui exploramos o mascaramento tátil contralateral entre os antebraços em que os limiares de detecção tátil são modulados pela vibração aplicada a um local remoto. Os detalhes de quais locais remotos têm efeito podem nos dizer sobre como o corpo é representado no cérebro.

Resumo

Masking, em que um estímulo afeta a detecção de outro, é uma técnica clássica que tem sido usada em pesquisas visuais, auditivas e táteis, geralmente usando estímulos próximos para revelar interações locais. Também foram demonstrados efeitos de mascaramento em que um estímulo tátil altera a percepção de um toque em um local distante. Tais efeitos podem fornecer informações sobre como os componentes das representações do corpo no cérebro podem estar ligados. Relatos ocasionais indicaram que toques em uma mão ou antebraço podem afetar a sensibilidade tátil nos locais contralaterais correspondentes. Para explorar a correspondência de pontos correspondentes em todo o corpo, podemos medir o ajuste espacial e o efeito da postura no mascaramento contralateral. Controles cuidadosos são necessários para descartar os efeitos diretos do estímulo remoto, por exemplo, por transmissão mecânica, e também os efeitos de atenção nos quais os limiares podem ser alterados pela atenção do participante sendo desviada do estímulo de interesse. O uso dessa técnica é benéfico como uma medida comportamental para explorar quais partes do corpo estão funcionalmente conectadas e se os dois lados do corpo interagem em uma representação somatotópica. Este manuscrito descreve um protocolo comportamental que pode ser usado para estudar o mascaramento tátil contralateral.

Introdução

mascaramento tátil é onde um estímulo táctil em um local sobre o corpo altera a percepção de um toque em outro local. Esta é uma técnica pioneira por von Bekesy ¹ para revelar interacções localização, especialmente inibição lateral, entre as áreas da pele que estão adjacentes na superfície do corpo. Enquanto mascaramento táctil tem sido estudado extensivamente ao longo dos anos, a pesquisa investigou principalmente mascaramento tátil ipsilateral usando estimulação elétrica ^{2, 3, 4} pressão e estimulação vibrotátil ^{5, 6.} Em contraste, poucos estudos têm olhou para mascarar tátil contralateral em que os locais de máscara e de sonda pode ser afastada. De longo alcance efeitos de encobrimento táteis foram mostrados entre os pontos de espelho-simétrica na mão e no braço ^{5, 7-9,} mas estes estudos têm sido em grande parte restrita a olhar para as mãos e os dedos ⁷, ^{10, com} mais extensas partes do corpo inteiro sendo largamente ignorado. Um golo de tais experiências de mascaramento de longo alcance é indicar como componentes de representação do corpo no cérebro pode ser funcionalmente ligadas. Aqui, o fenômeno da táctil mascaramento de longo alcance é explorado por investigar como a vibração aplicada a um antebraço pode afetar limiares de sensibilidade tátil no antebraço oposto. Limiar refere-se ao estímulo mínima que é necessária para detectar um estímulo. Nós definimos esta como a intensidade com que o estímulo é detectado 75% do tempo. Utilizou-se uma técnica de máscara táctil em que a sensibilidade táctil (o recíproco de limiar) em um antebraço é medida na presença de um estímulo de vibração (a máscara) na outra parte do corpo. Mascaramento eficaz é revelada por um aumento do limiar de detecção ou seja, uma redução na sensibilidade. A técnica pode ser usada em conjunto com outras manipulações tal como variando a posição dos membros óR movimento para explorar os seus efeitos sobre a eficácia de mascaramento.

Aqui usamos estímulos por vibração como o estímulo de mascaramento. A vantagem disto é que a frequência e, portanto, o tipo de receptor que estimula pode ser controlada. A técnica poderia ser estendido para olhar para a dor utilizando estímulos elétricos como a sonda ou máscara ou ambos. Além disso, qualquer local pode ser utilizado como o local de mascaramento que permite a investigação de sítios acupunctura por exemplo.

Protocolo

Todos os experimentos foram aprovados pelo conselho Iorque Ética e todos os participantes assinaram formulários de consentimento informado. Os experimentos foram realizados em conformidade com o Tratado de Helsínquia.

1. estímulos

1. Estímulo Detecção tácteis
   1. Use um contator (1,17 "de diâmetro e 0,30" de espessura) para entregar estímulos táteis de 250 Hz vibração para 100 ms. Usando um contator construído para o efeito fornece uma relação linear entre a quantidade de viagem e a tensão aplicada.
   2. Controlar a entrega de estímulo tátil com uma placa de som de 64 bits.
      1. Para conduzir o contator, tratá-lo como um alto-falante. Ligue um amplificador de áudio estéreo para uma placa de som de computador aparelho de som de 64 bits. Ligue o contator a uma das saídas do amplificador (por exemplo, o "alto-falante deixado de fora"). Ligue o segundo canal (por exemplo, o "alto-falante direito out ') do amplificador a um altifalante regular para fornecer sinais auditivos ao participant.
      2. No código de computador que está a controlar o experimento, gerar a forma de onda que vai ser usada para fazer vibrar o contator (por exemplo, uma onda sinusoidal de 250 Hz com uma duração de 100 ms), e outra forma de onda para o sinal auditivo (por exemplo, uma onda sinusoidal de 3000 Hz com uma duração de 100 mseg). Veja Exemplo de código 1 no arquivo de código suplementar.
      3. Colocar cada uma destas duas formas de onda em uma matriz bidimensional. Para a matriz contator colocar o sinal na primeira dimensão e definir a segunda dimensão para todos os zeros. Para o arranjo de som colocar o sinal na segunda dimensão e definir o primeiro para todos os zeros. Jogar a matriz apropriada para a placa de som no ponto apropriado no programa. Veja Exemplo de código 1 no arquivo de código suplementar para uma demonstração de como isso é feito.
   3. Fixe o contator a uma cinta com um produto de fixação mecânica baseada.
2. mascaramento de estímulo
   1. Fornecer o estímulo mascarando por um elétrico, hand-held (diâmetro 4 cm; 83 Hz quando configurado em "baixa") vibrador.
   2. Com base nas áreas onde a máscara está para ser testada, seleccionar os locais em que o estímulo de mascaramento vai ser aplicado.

2. Configuração e Desenho Experimental

1. Organize o computador e equipamentos em uma mesa, com uma cadeira em frente a ela, para o experimentador.
2. Configurar uma tabela na qual os participantes descansar o braço (teste) para a esquerda. Coloque uma cadeira para o lado direito da tabela. Coloque um suporte de apoio de braços ao lado da cadeira em que os participantes descansar seu cotovelo (braço mascarando) direita. Adicionar amortecimento para a mesa e apoio de braço para o conforto.
3. Organizar um alto-falante em uma superfície isolada mecanicamente. Organizar pedais (ligado aos botões esquerdo e direito de um rato de computador), de modo que os pés do participante vai descansar confortavelmente sobre eles (Figura 1).
4. Escolha os parâmetros do estudo, incluindo o número apropriado de ensaios necessáriospara obter uma estimativa confiável do limiar (tipicamente, entre 40-50 ensaios) e o número de blocos em que o experimento é para ser dividido (por exemplo, dois blocos de 20-25 ensaios por condição).
5. Adicione uma lista de ordem em que vai ser executado nas condições. Use essa lista para determinar onde para manter o estímulo de máscara para cada bloco.
6. Digite o número de tentativas diretamente no código de programa de computador (por exemplo, ntrials = 25; Ver arquivo de código Suplementar). Assegurar que cada bloco não é mais de 10 min para manter a atenção.
7. Programar uma tarefa de detecção táctil de dois alternativa de escolha forçada ^{11, no qual} estímulo intensidade é controlada com uma escada psicofísica procedimento psicométrica adaptativa Bayesian ^12.
   1. Para cada ensaio, apresentam dois intervalos de 1 segundo, marcado por três bips (5 kHz, 3 kHz e 5 kHz, a duração de 100 ms), com o estímulo táctil apresentada no meio de um dos intervalos. Ter o i participantendicate em que intervalo o estímulo foi apresentado por meio de pedais (da esquerda para a primeira, à direita para a segunda). Veja Exemplo de código 2, que mostra como os intervalos são executados e marcou.
      Nota: A pontuação de computador a resposta como "correta" ou "errado" ea escadaria adaptativa escolhe o próximo valor a ser apresentado em conformidade.
      Nota: Este método consiste em determinar um valor limiar para a detecção da vibração no local de teste.

Figura 1. Projeto Experimental. Esta figura mostra a configuração da experiência e dos materiais utilizados. Veja o texto para mais detalhes.

3. Procedimento Experimental

1. Obter o consentimento informado por escrito. Assentar o participante na cadeira com os pés descansando confortavelmente sobre os pedais de resposta e explicar o procedimento experimental.
2. Medir e registar o comprimento da superfície dorsal do antebraço esquerdo. Aplicar a tira, de modo a contator está posicionado no meio do braço a meio caminho entre o ângulo interior do cotovelo e pulso do vinco.
3. Enrole uma bandagem tensor frouxamente em torno do braço várias vezes para manter o contator no lugar.
4. Instrua os participantes a colocar seu braço esquerdo sobre a mesa e descansar seu cotovelo direito no braço. Vendar o participante para impedi-los olhando para o estímulo ou mascarar localização e instruí-los a olhar para a frente durante todo o experimento.
5. Comece com um bloco de 20 provas práticas (sem o estímulo de máscara), a fim de familiarizar os participantes com a tarefa de detecção tátil e para permitir que eles se familiarizar com os estímulos táteis.
6. Após as provas práticas, começar a experiência, executando os blocos de condições em uma ordem aleatória, contrabalançado. Antes de iniciar cada bloco, garantir que os braços e as Stimu mascarandolus estão nas posições corretas.
   1. Para cada condição, mantenha o estímulo mascarando no site escolhido, referindo-se à lista de condições feitas anteriormente. Atravessar fora cada condição, uma vez que é executado. Segure o estímulo mascarando ao longo de cada bloco de tentativas de coleta de dados mantendo a pressão aproximadamente constante. O estímulo mascaramento pode ser aplicado através da roupa fina.
   2. Execute o programa experimental que será executado através de um determinado número de tentativas como previamente selecionados. Introduzir um período de descanso de 2 min após cada bloco curto de ensaios. Depois de um determinado bloco de tentativas é concluído, selecione o próximo local para o estímulo de máscara e execute o programa novamente. Repita até que todos os testes sejam concluídos.

Análise 4. Dados

1. Para visualizar e confirmar a estimativa do valor limiar devolvido pelo programa escadaria adaptativa ^12, ajustar os dados dos participantes com um Gaussian acumulada A fórmula para um Gaussian cumulativo(Sigmóide), que vai de 50% (nível acaso - igual número de 0s - errado e 1's- correto) a 100% (todo o 1, todas as corretas) é:
   probabilidade de uma resposta correta = 0,5 + 0,5 / (1 + exp (- (x-x0) / std))
   onde X é o valor de intensidade testado, x0 é o valor limiar de 75%, std e é o desvio padrão de estimativa. Esta fórmula pode ser ajustada aos dados usando o software de ajuste de curva e o valor x0 resultante em comparação com o valor escada adaptativa.
   1. Assegure-se que a curva vai entre 50% (desempenho acaso) e 100%. Realizar análises estatísticas (por exemplo, t-testes ou ANOVAs) sobre os valores limiar de 75% obtidos em cada condição do experimento (por exemplo, entre os diferentes locais de mascaramento) para determinar se existem diferenças entre as condições testadas.
2. A fim de identificar os valores aberrantes, calcular a média e o desvio padrão para uma dada condição. Compare a pontuação de cada participante com a média eSe uma pontuação individual é mais do que 2 desvio padrão que significa, em seguida, considerar este resultado como um outlier e removê-lo da análise. critérios alternativos podem ser utilizados se desejado.
3. Para padronizar os valores da intensidade das tactors (que são em unidades arbitrárias), convertê-los em decibéis em relação aos limiares de controlo (medido após o estímulo de mascaramento é aplicada ao local de controlo, por exemplo, o ombro). Use esta fórmula:
   DB = 10 x _log 10 (valor limite valor limite / controle).

Resultados

As análises dos dados foi relatado no ^13. Sensibilidade táctil (expressos em relação aos limiares medidos na condição de controlo) no antebraço foi significativamente reduzida (limiares foram significativamente aumentadas) quando a estimulação vibrotátil mascaramento foi aplicado para o braço oposto (Figura 2A), o que demonstra um efeito de mascaramento contralateral entre antebraços. O efeito depende da posição do estímulo mascaramento no braço de mascarament...

Discussão

Aqui, um protocolo detalhado para mascarar táctil contralateral é descrito e os resultados anteriormente publicados utilizando a técnica para testar limiares de detecção tácteis são mostrados. A vantagem deste método é que os limiares são medidos usando uma técnica psicofisicamente rigorosa. O processo em duas alternativas de escolha forçada (2AFC) é relativamente insensível à polarização de resposta e, por conseguinte, a partir de efeitos de atenção. O procedimento de escada adaptativa para afiar dentro do valor limiar...

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Tecnologia ATAC de ator C-2	; Engenharia Acústica, Inc.		http://www.atactech.com/PR_tactors.html
Varinha Mágica	Hitachi		http://magicwandoriginal.com/magic-wand-original/
FC5 Pedais	Yamaha Corporation		http://ca.yamaha.com/en/products/music-production/accessories/footpedals/fc5/?mode=model
MATLAB	The Mathworks, Inc.		http://www.mathworks.com/products/matlab/
Velcro	Velcro Industries B.V.		http://www.velcro.com/