Mapeamento fMRI da atividade cerebral associada à produção vocal de intervalos de consonância e dissonante

O objetivo geral desta metodologia é monitorar as ativações neurais associadas à produção vocal de intervalos consonantais e dissonantes, por meio do uso de ressonância magnética funcional. Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo da neurociência cognitiva auditiva, como, por exemplo, como a integração do feedback externo dos sistemas auditivo e sensório-motor difere ao cantar intervalos consonantais e dissonantes? A principal vantagem dessa técnica é que ela é projetada para rastrear a atividade do sistema motor e auditivo, ao mesmo tempo em que obtém uma medida de precisão vocal durante o canto.

Geralmente, os indivíduos novos neste método terão dificuldades porque é difícil gravar alguns tons fielmente de dentro do scanner, pois todo o scanner é extremamente barulhento. Demonstrando o procedimento estará Lucero Pacheco, um estudante de pós-graduação do meu laboratório. Para começar a produzir tons puros abrangendo duas oitavas de G quatro a G seis, abra uma nova pasta de projeto no software de edição de som.

Em seguida, no menu gerar, selecione tom. Na janela exibida, selecione uma forma de onda senoidal, uma amplitude de 0,8 e uma duração de um segundo. Insira o valor da frequência que corresponde à nota desejada e clique no botão OK.

No menu de arquivo, selecione exportar. Na janela que se abre, digite o nome desejado para o arquivo de áudio e escolha wav como o tipo de arquivo desejado. Clique em salvar.

Em seguida, gere todas as combinações possíveis de notas correspondentes a dois intervalos consonantais e dois dissonantes no intervalo entre G quatro e G seis. Para fazer isso, para cada intervalo, abra um novo projeto no software de edição de som e escolha importar áudio no menu de arquivo para importar os dois arquivos wav a serem concatenados. Coloque o cursor em qualquer ponto sobre o segundo tom e clique para selecionar.

Clique em selecionar tudo no menu de edição. No mesmo menu, clique em copiar. Em seguida, coloque o cursor em qualquer ponto sobre o primeiro tom e clique.

No menu de edição, clique em mover o cursor para o final da faixa e clique em colar no mesmo menu. Por fim, no menu de arquivos, selecione exportar. Na janela que se abre, digite o nome desejado para o arquivo de áudio e escolha wav como o tipo de arquivo desejado.

Clique em salvar. Comece fazendo com que o participante se sente em frente a um laptop e use os fones de ouvido fornecidos. Certifique-se de que o nível de som seja confortável para o participante.

Use um software de pesquisa comportamental para abrir duas tarefas criadas anteriormente com o e-run. Na janela que aparece, digite o número da sessão e do assunto e clique em OK. Em seguida, para as duas tarefas alternativas de escolha de força, peça aos participantes que identifiquem se os intervalos que ouvem são consoantes ou dissonantes, pressionando c no teclado do computador para consoante e d para dissonante.

Em seguida, nas quatro tarefas alternativas de escolha de força, os participantes identificam os intervalos pressionando os numerais quatro, cinco, sete e oito no teclado do computador, para identificar os intervalos de uma quarta aumentada. Quinto perfeito. Sétima maior.

E oitava, respectivamente. Por fim, no final de cada tarefa, pressione ok para salvar automaticamente os resultados de cada participante. Comece conectando um fone de ouvido não magnético compatível com RM a um laptop e certifique-se de que o nível de som seja confortável para o participante.

Em seguida, conecte um pequeno microfone condensador a uma interface de áudio que, por sua vez, está conectada ao laptop usando um cabo triplo trançado blindado. Para verificar a resposta de frequência do microfone, inicie um novo projeto no software de edição de som e selecione o microfone condensador como dispositivo de entrada. Em seguida, gere um tom de teste de 440 hertz com duração de 10 segundos.

Depois que o tom for gerado, use o software de reprodução de som para pressionar play para enviar o tom de teste pelos fones de ouvido para dois locais. Dentro na parte superior do encosto de cabeça e fora do scanner na sala de controle com o microfone colocado entre as laterais do fone de ouvido em cada caixa. Em seguida, pressione gravar no software de edição de som para gravar aproximadamente um segundo do tom de teste em cada local.

Em seguida, selecione o espectro de plotagem no menu de análise para cada caso e compare a resposta do microfone ao tom de teste, dentro e fora do scanner, verificando se a frequência fundamental do sinal recebido em cada local é de 440 hertz. Por fim, prenda o microfone condensador no pescoço do participante, logo abaixo da laringe, e faça com que ele use o fone de ouvido. Em seguida, coloque o participante no scanner de ressonância magnética.

Comece abrindo o pacote de software MRUI da interface do usuário de ressonância magnética. No software MRUI, selecione a opção do paciente no menu na tela. Digite o nome, idade e peso do participante.

Em seguida, clique no botão do exame. Primeiro, escolha cabeça e depois cérebro entre as opções disponíveis. Em seguida, selecione 3D e depois T1 isométrico com os seguintes valores para os parâmetros relevantes: o tempo de repetição é igual a 10,2 milissegundos, o tempo de eco é igual a 4,2 milissegundos, o ângulo de inversão é igual a 90 graus e o tamanho do voxel é igual a um por um milímetro cúbico.

Em seguida, clique no programa e inicie a aquisição da varredura funcional da cabeça inteira ponderada em estrela T2 com os valores dos parâmetros relevantes da seguinte forma: TE é igual a 40 milissegundos, TR é igual a três segundos, campo de visão é igual a 256 milímetros quadrados, ângulo de inversão é igual a 90 graus, dimensões da matriz são iguais a 64 por 64, atraso em TR é igual a sete segundos. Observe que, neste caso, TR é o tempo total durante o qual a aquisição ocorre. Use a opção fictícia para adquirir cinco volumes enquanto insere um valor de 55 para o número total de volumes.

Clique em copiar para fazer uma cópia dessa sequência. Coloque o cursor na parte inferior da lista de sequências e clique em colar duas vezes para configurar três sequências de amostragem esparsas consecutivas. Em seguida, clique em iniciar para iniciar a aquisição do volume anatômico ponderado em T1.

Por fim, apresente três corridas ao participante. Sincronize o início das execuções com a aquisição pelo scanner usando a caixa de acionamento do scanner e diferencie entre cada execução usando o número da sessão. Em seguida, salve os resultados de cada execução.

Este estudo identificou atividade neural durante o canto nas regiões conhecidas por constituírem a rede de canto, que coincidem com as relatadas na literatura anterior. Os resultados de uma análise de variância de medidas repetidas de duas vias indicaram que, para o contraste resultante do canto dissonante em oposição aos intervalos consonantais, foram observadas ativações aumentadas no córtex somatossensorial primário direito, córtex auditivo primário direito, mesencéfalo esquerdo, ínsula posterior direita, amígdala esquerda e putâmen esquerdo. Uma vez dominada, essa técnica pode ser feita em quatro horas por sujeito.

Se for realizado corretamente, levando em consideração o teste de comportamentos, a sessão de fMRI e a análise dos dados. Ao tentar este procedimento, é importante lembrar de verificar se o equipamento de gravação está funcionando corretamente e instruir os participantes claramente que eles devem cantar cantarolando, movendo a cabeça o mínimo possível para evitar artefatos. Seguindo este procedimento, que é usado para rastrear diferenças na ativação cerebral entre condições binárias, uma versão modificada do método pode ser realizada para estudar, por exemplo, diferenças entre cantar intervalos largos e estreitos.

Após cada desenvolvimento, a técnica de fMRI abre caminho para pesquisadores no campo da neurociência auditiva explorarem os mecanismos neurais associados à audição e à produção vocal. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como usar a fMRI para monitorar a atividade dos sistemas motor e auditivo durante o canto, a fim de estudar os correlatos neurais da produção vocal. Não se esqueça de que trabalhar com um scanner de ressonância magnética pode ser extremamente perigoso e deve-se sempre tomar muito cuidado para manter objetos metálicos longe do scanner.