Um método para estudar a adaptação para a esquerda-direita invertida audição
29 de outubro de 2018
O presente estudo propõe um protocolo para investigar a adaptação à esquerda-direita invertida audição alcançada apenas por dispositivos wearable, usando neuroimagem, que pode ser uma ferramenta eficaz para descobrir a capacidade de adaptação dos seres humanos para um ambiente de romance na domínio auditivo.
Este método pode ser uma ferramenta eficaz para descobrir a adaptabilidade dos seres humanos a um novo ambiente no domínio auditivo. A principal vantagem com esta técnica é que a adaptação a longo prazo à audição precisa da esquerda para a direita pode ser testada de forma variável em combinação com a imagem neural. Demonstrando o procedimento será Takayuki Hoshino, um estudante de pós-graduação do meu laboratório.
Para começar, prepare o gravador de modulação de código de pulso linear, microfones binaurais e fones de ouvido binaurais no ouvido intra-auricular. Primeiro, conecte as linhas esquerda e direita dos microfones ao gravador para que os sinais de som analógicos invertidos esquerdo-direito sejam digitalizados. Em seguida, conecte as linhas esquerda e direita dos fones de ouvido diretamente ao gravador para que os sinais digitalizados invertidos sejam reproduzidos imediatamente.
Por fim, misture os corpos dos microfones e dos fones de ouvido para cada ouvido com leve isolamento por materiais à prova de som. Em seguida, cubra os microfones com para-brisas dedicados para suprimir qualquer ruído de vento. Em seguida, insira baterias recarregáveis e um cartão de memória de alta velocidade de grande capacidade no gravador e ligue-o.
Em seguida, coloque o corpo do sistema em um saco do tamanho de um bolso. Instrua o participante a inserir os fones de ouvido firmemente nos canais auditivos. Em seguida, desconecte as linhas para os microfones esquerdo e direito e conecte o lado auditivo dominante do microfone diretamente ao gravador.
Agora, faça-os decolar repetidamente e colocar no lado auditivo dominante do sistema enquanto ajusta o volume de som do gravador. Isso torna a sonoridade subjetiva dos sons invertidos igual. Ah, ah.
Verifique a sonoridade para o ouvido não dominante, também. Em seguida, reconecte todas as linhas do sistema. Diga ao participante que, durante a exposição, eles devem seguir o mesmo procedimento de calibração sempre que configurarem o sistema novamente.
Antes da exposição inversa da audição, o participante pratique minuciosamente a tarefa que será usada durante os experimentos de neuroimagem. Uma tarefa de tempo de reação seletiva pode ser usada. Use um software psicofísico Toolbox para apresentar 1000 sons hertz a 65 decibéis nível de pressão sonora por 0,1 segundos, reproduzido 80 vezes por bloco.
Use também um intervalo interestimuloso de 2,5 a 3,5 segundos, jogado pseudorandomly em ambos os ouvidos. A tarefa deve consistir em dois blocos compatíveis e dois incompatíveis. Na condição compatível, o participante deve responder imediatamente ao som com o dedo indicador no mesmo lado do corpo do som.
Isso deve ser alternado com a condição incompatível em que o participante responde imediatamente ao som com o dedo indicador no lado oposto do corpo. Antes da exposição à audição invertida, realize um experimento de neuroimagem usando a tarefa treinada. Regissão das respostas MEG ou EEG, bem como as respostas dos dedos esquerdo e direito.
Para iniciar a exposição, forneça ao participante um número suficiente de baterias recarregáveis e cartões de memória de alta velocidade de grande capacidade para que possam substituí-los conforme necessário. Em seguida, lembre-os repetidamente de seu direito de abandonar a exposição a qualquer momento e instruí-los a usar, calibrar e verificar o sistema de audição invertido sozinho durante o período de exposição. O participante deve realizar atividades diárias durante o uso contínuo do sistema por aproximadamente um mês, exceto enquanto dorme, toma banho, neuroimagem ou durante uma emergência.
Quando removido, o sistema deve ser imediatamente substituído por tampões de ouvido sem produzir nenhum som enquanto estiver em uma área silenciosa. As baterias e cartões de memória também devem ser substituídos rotineiramente, antes da exaustão da bateria e da supercapacidade da memória. Para facilitar a adaptação, o participante deve vivenciar situações envolvendo alta contribuição auditiva, como jogar videogame, caminhar em um shopping ou um campus e ter uma conversa com mais de duas pessoas pelo maior tempo possível.
Eles também devem manter um diário ou fornecer um relatório subjetivo a um observador o mais frequentemente possível, detalhando mudanças perceptivas e comportamentais, eventos experimentados ou quaisquer outros detalhes. Durante aproximadamente um mês de exposição à audição invertida, conduza experimentos de neuroimagem sob a tarefa treinada todas as semanas sem o sistema de audição invertido exatamente da mesma maneira que no experimento de pré-exposição. Por fim, após o período de exposição ao alvo, o participante deve retirar o sistema de audição invertido.
Uma semana após o término da exposição, realize um experimento de neuroimagem final sob a tarefa treinada. Esta figura mostra a localização da fonte de som em direções acima de 360 graus antes e imediatamente depois de colocar o sistema de audição invertido esquerda-direita em seis participantes. Aqui, a similaridade cossina entre ângulos perceptivos e ângulos físicos regulados pelo seno nas condições normais e invertidas são traçadas contra ângulos físicos não regulamentados.
E aqui, vemos a semelhança cossina entre ângulos perceptivos na condição invertida e ângulos perceptivos organizados de forma oposta na condição normal traçada contra ângulos físicos. Esta figura mostra mudanças nas respostas comportamentais e neurais durante a tarefa de tempo de reação seletiva antes, durante e depois da exposição em um participante. Zonas amarelas indicam um período exposto à audição invertida entre esquerda e direita.
Os tempos médios de reação para a resposta de estímulo compatíveis e condições incompatíveis são vistos aqui, enquanto aqui vemos intensidades N1m auditivas de esquerda e direita para condições compatíveis e incompatíveis de resposta de estímulo, conforme avaliado pelas estimativas de normas mínimas dos dados do MEG. Este número mostra conectividade funcional motora auditiva testada por testes de causalidade de Granger durante a tarefa de tempo de reação seletiva em dois participantes. As áreas motora e auditiva esquerda e direita são mostradas.
Vermelho, amarelo ou falta de setas indicam o número de participantes que apresentaram significância em um limiar de P inferior a 0,05. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como estudar a audição invertida esquerda-direita como uma ferramenta para descobrir a adaptabilidade dos humanos a um novo ambiente auditivo.
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Visão Geral
Este estudo apresenta um protocolo para investigar a adaptação à audição esquerda-direita invertida usando dispositivos vestíveis e neuroimagem. Este método permite a exploração da adaptabilidade humana a ambientes auditivos novos.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Percepção auditiva
- Neuroimagem
Fundamento
- Entender a adaptação auditiva é crucial para a neurociência.
- Dispositivos vestíveis podem facilitar novas abordagens experimentais.
- A neuroimagem fornece insights sobre a função cerebral durante a adaptação.
- A audição esquerda-direita invertida apresenta um desafio único para o processamento auditivo.
Objetivo do Estudo
- Investigar a adaptação de longo prazo a sinais auditivos invertidos.
- Utilizar a neuroimagem como uma ferramenta para estudar a adaptabilidade auditiva.
- Demonstrar a eficácia dos dispositivos vestíveis na pesquisa auditiva.
Métodos Utilizados
- Preparação do gravador de modulação de pulso linear.
- Uso de microfones binarais e fones de ouvido intra-auriculares.
- Conexão cruzada das linhas do microfone para sinais de áudio invertidos.
- Reprodução imediata de sinais digitalizados invertidos através dos fones de ouvido.
Principais Resultados
- O método testa efetivamente a adaptação de longo prazo às mudanças auditivas.
- A neuroimagem revela insights sobre as respostas cerebrais aos sinais invertidos.
- Dispositivos vestíveis aumentam a variabilidade dos testes auditivos.
- A demonstração por um estudante de pós-graduação mostra a aplicação prática.
Conclusões
- Este protocolo é uma ferramenta valiosa para pesquisa auditiva.
- Contribui para a compreensão da adaptabilidade humana no processamento auditivo.
- Estudos futuros podem se basear neste método para insights adicionais.
Perguntas Frequentes
Executive Industry Relevance
Robust assessment of human adaptation to left-right reversed audition provides a unique model for understanding sensory plasticity and neural reorganization in response to novel environments. This protocol enables quantitative evaluation of perceptual, behavioral, and neural adaptation using wearable devices and neuroimaging, supporting predictive confidence in translational neuroscience and sensory R&D. The approach informs early-stage target validation and mechanistic de-risking for auditory system interventions.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of neural and behavioral adaptation mechanisms to altered sensory input.
- Supports functional target validation by linking perceptual changes to neural signatures.
- Facilitates mechanistic de-risking for auditory pathway modulation strategies.
Screening & Assay Development
- Provides a validated paradigm for generating reproducible, quantitative behavioral and neuroimaging readouts.
- Standardizes assessment of adaptation across participants using controlled auditory stimuli and tasks.
- Enables assay development for screening compounds or interventions targeting sensory adaptation.
Translational & Preclinical Research
- Aligns behavioral and neural endpoints for translational biomarker development in sensory neuroscience.
- Supports continuity from discovery through preclinical validation by integrating perceptual and neuroimaging data.
- De-risks advancement decisions by providing objective adaptation metrics relevant to human sensory function.
Pipeline & Workflow Integration
This protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum by enabling hypothesis testing, quantitative measurement, and cross-modal validation of sensory adaptation.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis-driven investigation of neural plasticity and adaptation pathways.
- Screening: Delivers reproducible behavioral and neuroimaging outputs for comparative analysis.
- Analytics: Provides quantitative reaction time, localization accuracy, and neural connectivity metrics.
- Translational Research: Bridges perceptual and neural endpoints for biomarker alignment in sensory adaptation studies.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable framework for evaluating adaptation across sensory modalities and interventions.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in sensory adaptation mechanisms and target engagement.
- Operational Value: Standardizes adaptation assessment with wearable, scalable instrumentation and neuroimaging integration.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions for sensory intervention programs by providing objective adaptation data.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of sensory neuroscience assets and translational initiatives.
Implementation Considerations
- Requires expertise in auditory neuroscience, psychophysics, and neuroimaging analysis.
- Needs access to wearable audio devices, high-capacity data storage, and MEG or EEG systems.
- Demands rigorous cross-team standardization of calibration and task protocols.
- Adaptation to other sensory modalities or populations may require protocol modification.
- Potential limitations include individual acoustic variability and partial control over unreversed sound spillover.
