Usando a desigualdade de modelo de corrida para quantificar efeitos de integração multissensorial comportamental

Estabelecer um método reprodutível para calcular a magnitude dos efeitos de integração multissensorial é significativo, pois ajudará na facilitação de futuras pesquisas translacionais em diversas populações clínicas. A principal vantagem para nossa técnica é que somos capazes de quantificar um fenótipo robusto de integração multissensorial que está subsequentemente associado a importantes resultados cognitivos e motores no envelhecimento, como equilíbrio, quedas, marcha e funções executivas. Comece usando um software de apresentação de estímulo para programar um simples experimento de tempo de reação com três condições experimentais, apenas visual, somatosensorial e simultaneamente somatosensorial visual.

Use um gerador de estímulo com três caixas de controle. As caixas de controle esquerda e direita contêm diodos bilaterais emissores de luz azul que iluminam para estimulação visual e motores bilaterais com amplitude de vibração de 0,8 G que vibram para estimulação somatossensorial, bem como carcaça plástica para os estimuladores. Em seguida, coloque uma caixa de controle do centro falso equidistante das caixas de controle esquerda e direita, e afixe um adesivo de destino visual para servir como ponto de fixação.

Após a ção do experimento, escolte o participante até a sala de testes. Que o participante se sente ereto e descanse confortavelmente as mãos sobre as caixas de controle esquerda e direita. Coloque estrategicamente os dedos indicadores sobre os motores vibratórios montados na parte de trás da caixa de controle e polegares na parte frontal da caixa de controle sob os LEDs, para não bloquear a luz.

Certifique-se de que os estímulos somatosensoriais são inaudíveis, fornecendo aos participantes fones de ouvido sobre os quais o ruído branco contínuo é reproduzido em um nível confortável. Que o participante use um pedal de pé localizado sob o pé direito como almofada de resposta. Por fim, faça com que o participante responda a cada estímulo o mais rápido possível, independentemente de sentir, vê-lo ou senti-lo e vê-lo.

Inicie a análise excluindo os participantes que não são capazes de atingir uma precisão de 70% correta ou maior em qualquer condição de estímulo. Considere os ensaios imprecisos se um participante não responder a um estímulo dentro do período de tempo de resposta definido e definir o tempo de reação correspondente, ou RT, ao infinito em vez de excluir o ensaio da análise. Os dados rt são classificados em ordem crescente pela condição experimental.

Coloque condições visuais, somatosensoriais e VS em colunas separadas de dados RT classificados. Certifique-se de que cada linha representa um teste e cada célula representa o RT real. Observe, não empregue procedimentos de corte de dados que excluam RTs muito lentos, pois isso irá influenciar a distribuição de dados RT. Certifique-se de que os RTs que são claramente outliers estão definidos para o infinito.

Em seguida, para bin os dados RT, identifique o RT mais rápido e mais lento. Subtraia o RT mais lento do mais rápido para calcular a faixa de RT do indivíduo em todas as condições de teste. Bin RT dados de 0%a 100% em incrementos de 5%, tomando o RT mais rápido e gradualmente adicionando 5% à faixa de RT calculada anteriormente até que 100% dos dados rt são contabilizados, para resultar em 21 bins de tempo. Em seguida, dentro de uma planilha de computador, use uma função de frequência onde o array one equivale aos RTs reais para uma das condições experimentais e matriz dois é igual às 21 caixas rt quantificadas previamente calculadas divididas pelo número total de ensaios, 45, por condição.

Em seguida, crie a frequência de distribuição cumulativa, ou CDF, somando o total de probabilidades em execução através das lixeiras quantificadas para cada uma das três condições experimentais. O CDF da condição multissensorial representa o CDF real. Para calcular o CDF previsto, soma os dois CDFs unisensoriais com um limite superior definido para um.

Use esta fórmula em cada uma das 21 caixas de tempo quantizadas. Comece no percentil zero, e continue até o 100º percentil para a caixa 21. Em seguida, para realizar o Teste da Desigualdade do Modelo de Raça, subtraia o CDF previsto do CDF real para cada uma das 21 caixas de tempo quantizadas para obter os valores de diferença.

Plote esses 21 valores como um gráfico de linha, onde o eixo x representa cada uma das caixas de tempo quantificadas e o eixo y representa a diferença de probabilidade entre os CDFs reais e previstos. Aqui, valores positivos em qualquer latência indicam a integração dos estímulos unissensoriais e refletem uma violação do RMI. Para quantificar o efeito multissensorial em nível de grupo, a média do grupo é a média dos dados individuais de RMI entre todos os participantes.

Use uma planilha para atribuir indivíduos a linhas e caixas de tempo às colunas. Em seguida, em uma nova planilha, coloque os valores de diferença previamente calculados em linhas individuais e valores médios dentro de caixas de tempo para criar uma forma de onda de diferença média de grupo. Em seguida, plote a média do grupo de 21 valores como um gráfico de linha, onde o eixo x representa cada uma das caixas de tempo quantificadas e o eixo y representa a diferença de probabilidade entre os CDFs.

Por fim, calcule a área sob a curva para cada indivíduo usando os dados do participante como exemplo. Soma o valor de diferença de CDF no time bin um com o valor de diferença CDF na caixa de tempo dois e, em seguida, divida por dois. Inspecione visualmente cada par consecutivo de caixas de tempo contendo valores positivos.

Em seguida, somam esses resultados para gerar o AUC total da onda de diferença do CDF durante a faixa percentil violada de 0,00 a 0,10. Os resultados indicam uma violação média de grupo ocorrendo acima da faixa de zero a 10% percentil para uma amostra de 333 idosos. O número total de valores positivos, zero, um, dois ou três, para esses três quantiles, de 0,00 a 0,10, determina a qual grupo de classificação multissensorial uma pessoa é atribuída, seja deficiente, pobre, boa ou superior, respectivamente.

Como já descrevemos anteriormente, é fundamental evitar procedimentos de corte de dados, pois vieses nas distribuições RT. Tempos de reação lentos e ensaios omitidos precisam ser definidos para o infinito. O principal objetivo aqui era desenvolver um fenótipo robusto de integração multissensorial.

Dito isto, estamos cientes dos padrões diferenciais de integração multissensorial no envelhecimento, e nosso próximo passo será descobrir as redes neurais responsáveis por tais processos integrativos, ao mesmo tempo em que determinamos como alterações estruturais ou funcionais específicas contribuem para os padrões diferenciais de integração. Estamos trabalhando na identificação das correlações neurais associadas à integração visual-somatosensorial no envelhecimento, e acreditamos que tais desenvolvimentos fornecerão insights sobre várias doenças, incluindo, mas não se limitando ao Alzheimer e Parkinson.