Тестирование Тактильная Маскировка между предплечий

Краткое содержание

Здесь мы исследуем контралатеральную тактильную маскировку между предплечьями, в которой пороги тактильного обнаружения модулируются вибрацией, приложенной к удаленному участку. Детали того, какие удаленные участки оказывают влияние, могут рассказать нам о том, как тело представлено в мозге.

Аннотация

Маскирование, при котором один стимул влияет на обнаружение другого, является классическим методом, который используется в визуальных, слуховых и тактильных исследованиях, обычно с использованием стимулов, расположенных близко друг к другу, для выявления локальных взаимодействий. Также были продемонстрированы эффекты маскировки, при которых тактильный стимул изменяет восприятие прикосновения в отдаленном месте. Такие эффекты могут дать представление о том, как компоненты представлений тела в мозге могут быть связаны. Отдельные сообщения указывают на то, что прикосновения к одной руке или предплечью могут влиять на тактильную чувствительность в соответствующих контралатеральных местах. Чтобы исследовать совпадение соответствующих точек на теле, мы можем измерить пространственную настройку и влияние позы на контралатеральную маскировку. Требуется тщательный контроль, чтобы исключить прямые эффекты удаленного стимула, например, механическую передачу, а также эффекты внимания, при которых пороговые значения могут изменяться из-за отвлечения внимания участника от интересующего его стимула. Использование этого метода полезно в качестве поведенческой меры для изучения того, какие части тела функционально связаны и взаимодействуют ли две стороны тела в соматотопическом представлении. В данной рукописи описан поведенческий протокол, который может быть использован для изучения контралатеральной тактильной маскировки.

Введение

Тактильная маскировка где тактильный стимул в одном месте на теле изменяет восприятие прикосновения в другом месте. Это метод пионером фон Bekesy ¹ выявить взаимодействие местоположение, особенно боковое ингибирование, между участках кожи, которые являются смежными на поверхности тела. В то время как тактильные маскировки была широко изучена в течение многих лет, исследования в основном исследовали ипсилатерального тактильную маскирование с помощью электрической стимуляции ^{2, 3,} давление ^{4 и} vibrotactile стимуляции ^{5, 6.} В противоположность этому, несколько исследований посмотрел на противоположной тактильной маскировки, в котором маскирующие и зондовые сайты могут быть далекой. Дальние тактильные эффекты маскировки были показаны между зеркально-симметричных точек на кисти и предплечья ^{5, 7 - 9,} но эти исследования были в основном ограничивается глядя на руки и пальцы ⁷, ^10, с более обширными частей целого тела будучи в значительной степени игнорируются. Одна из целей таких экспериментов маскирующих дальний указать, каким образом компоненты представления тела в мозге может быть функционально связаны. Здесь явление дальнего тактильной маскировки исследуется путем изучения как вибрация применяется к одному предплечья может повлиять тактильные пороги чувствительности на противоположной предплечья. Порог относится к минимальному стимула, который необходим для обнаружения стимул. Мы определяем это как интенсивности, при которой стимул обнаруженного 75% времени. Мы использовали осязательный технику с масками, в котором тактильная чувствительность (обратная порога) на одном предплечье измеряется в присутствии вибрирующей стимула (маски) на другой части тела. Эффективное маскирование раскрывается увеличением порога обнаружения т.е. снижению чувствительности. Этот метод может быть использован в сочетании с другими манипуляций, таких как изменяющейся положении конечности Oг движение, чтобы исследовать их влияние на эффективность маскировки.

Здесь мы использовали vibrotactile стимулы как маскирующего стимула. Преимуществом этого является то, что частота, и, следовательно, тип рецептора, который стимулирует можно контролировать. Методика может быть применена, чтобы посмотреть на боли с помощью электрических стимулов в качестве зонда или маску или обоих. Кроме того, любой сайт может быть использован в качестве места маскирующего позволяющие исследовать акупунктуры сайтов, например.

Протокол

Все эксперименты были одобрены советом Йорк этике и все участники подписали формы информированного согласия. Эксперименты проводились в соответствии с Договором о Хельсинки.

1. Стимулы

1. Тактильные обнаружения Стимул
   1. Используйте контактор (1,17 "диаметр 0,30" толстый), чтобы доставить тактильные раздражители 250 вибрации Гц в течение 100 мс. Используя специально построенном контактора обеспечивает линейную зависимость между количеством поездок и приложенного напряжения.
   2. Контроль тактильной доставку стимула с 64-битной звуковой карте.
      1. Для привода контактора, относиться к нему как громкоговоритель. Подключение стерео аудио усилитель на 64-разрядном компьютере стерео звуковой карты. Подключите контактор к одному из выходов усилителя (например, «левых динамиков '). Подключение второго канала (например, 'правый динамик из') усилителя на обычный громкоговоритель, чтобы обеспечить слуховые сигналы на одном уровнестник.
      2. В компьютерном коде, который управляет эксперимент, генерировать волны, которая будет использоваться вибрировать контактора (например, 250 Гц синусоиды длительностью 100 мс), а другой сигнала для слухового сигнала (например, 3000 Гц синусоида с продолжительность 100 мс). См пример кода 1 в файле Справочная кодов.
      3. Поместите каждый из этих двух сигналов в двумерном массиве. Для массива контактора поставить сигнал в первом измерении и установить второе измерение для всех нулей. Для звукового массива поставить сигнал во втором измерении и установить первым все нули. Играть соответствующий массив звуковую карту в соответствующий момент в программе. См пример кода 1 в файле Справочная код для демонстрации того, как это делается.
   3. Прикрепите контактора к перемычке с механическим креплением на основе продукта.
2. Маскировка Стимул
   1. Обеспечить маскирующий стимул от электрического, хай удерживаемых (диаметр 4 см; 83 Гц при установке на "низкий") вибратор.
   2. Основываясь на тех областях, где маскировка для тестирования, выбрать сайты, где маскирующий стимул должен быть применен.

2. Экспериментальная установка и дизайн

1. Устройте компьютер и оборудование на столе, со стулом перед ним, для экспериментатора.
2. Настройка стол, на котором участники отдых их левой (тест) руку. Поместите стул к правой стороне стола. Положить подлокотник стенд рядом с креслом, на котором участники отдохнуть правую (маскировки продольный) локоть. Добавить амортизацию к столу и подлокотник для комфорта.
3. Устройте громкоговорителя механически изолированной поверхности. Устройте педали (подключен к левой и правой кнопок компьютерной мыши) так, чтобы ноги участника будет комфортно отдохнуть на них (рисунок 1).
4. Выберите параметры исследования, в том числе соответствующее количество попыток, необходимыхчтобы получить надежную оценку порога (обычно, между 40-50 испытаний) и количеством блоков, в которые этот эксперимент нужно разделить (например, два блока 20-25 испытаний на каждое условие).
5. Составьте список порядке, в котором будет выполняться условия. Используйте этот список, чтобы определить, где провести маскирующую стимул для каждого блока.
6. Введите число испытаний непосредственно в компьютер программного кода (например, ntrials = 25; см Дополнительный файл кода). Убедитесь, что каждый блок не более 10 мин, чтобы поддерживать внимание.
7. Запрограммировать два-альтернатива-принудительного выбора задачи тактильной обнаружения ^{11, в котором} стимулирования экономики интенсивность управляется с байесовской адаптивного психофизического лестничной психометрических процедуры ^12.
   1. Для каждого испытания, присутствующие два 1 сек интервалами отмечен тремя звуковыми сигналами (5 кГц, 3 кГц и 5 кГц, длительность 100 мс), с тактильной стимул представленной в середине одного из интервалов. Имеют участника Indicate, в котором интервал стимул был представлен посредством педалей (влево для первого, право на второй). См пример кода 2, который показывает, как интервалы запуска и забил.
      Примечание: Компьютер забивает ответ как "правильно" или "неправильно" и адаптивной лестницы выбирает следующее значение, которые будут представлены, соответственно.
      Примечание: Этот метод определяет пороговое значение для обнаружения вибрации на испытательном полигоне.

Рисунок 1. Опытное конструкторское. Эта цифра показывает настроить эксперимента и используемых материалов. Смотри текст для деталей.

3. Порядок Экспериментальная

1. Получить письменное информированное согласие. Сиденье участника в кресле с ногами отдыхает на педали реагирования и объяснить экспериментальную процедуру.
2. Измерить и записать длину дорсальной поверхности левого предплечья. Применяют ремень так контактор позиционируется в середине рычага полпути между внутренним углом в локтевом суставе и запястье складки.
3. Оберните тензор повязку свободно вокруг руки несколько раз провести контактора на месте.
4. Поручить участникам размещать свои левую руку на стол и отдыха их правый локоть на подлокотнике. Завяжите участника, чтобы предотвратить их, глядя на раздражитель или маскировки расположение и поручить им смотреть прямо вперед в течение всего эксперимента.
5. Начните с блока 20 практических испытаний (без маскирующего стимула) с целью ознакомления участников с задачей обнаружения тактильного и позволить им ознакомиться с тактильными стимулами.
6. Следуя практике испытаний, начать эксперимент, запустив блоки условиях в случайном, опорные порядке. Перед началом каждого блока, убедитесь, что руки и маскировки stimuLus находятся в правильных позициях.
   1. Для каждого состояния, удерживать маскирующий стимул на выбранном месте, ссылаясь на перечень условий, сделанных ранее. Вычеркните каждое условие, как он выполняется. Удерживая маскирующий стимул течение каждого блока испытаний по сбору данных, поддерживая примерно постоянное давление. Маскировки стимул может быть применен через тонкую одежду.
   2. Запуск экспериментальной программы, которая будет работать через заданное количество испытаний, как выбрано ранее. Ввести 2 мин период отдыха после каждого короткого блока испытаний. После данного блока испытаний будет завершена, выбрать следующий сайт для маскирующего стимула и запустить программу снова. Повторите, пока все испытания не будут завершены.

Анализ 4. Данные

1. Чтобы визуализировать и подтвердить оценку порогового значения, возвращенного адаптивного лестничного ^{программы 12,} соответствует данным участников с кумулятивным Gaussian формула совокупного гауссовой(Сигмовидной), который идет от 50% (шанс уровень - равное количество 0s - неправильно и 1's- правильно) до 100% (все 1, все правильно) является:
   вероятность правильного ответа = 0,5 + 0,5 / (1 + ехр (- (х-х0) / станд))
   где х представляет собой значение интенсивности проходят, x0 является пороговым значением 75%, и станд это стандартное отклонение от сметы. Эта формула может быть установлен на данных с использованием любой кривой облегающие программное обеспечение и полученное значение х0 по сравнению с адаптивной ценности лестница.
   1. Убедитесь, что кривая проходит между 50% (шанс производительности) и 100%. Проведение статистического анализа (например, Т-тестов или ANOVAs) на пороговых значений 75% полученных по каждому условию эксперимента (например, между различными сайтов маскирующих), чтобы определить, имеются ли какие-либо различия между условиями испытания.
2. В целях выявления выбросов, расчета среднего значения и стандартного отклонения для данного состояния. Сравнить счет каждого участника со средним иесли человек оценка более чем 2 стандартных отклонения от значит то рассматривать этот счет как выброс и удалить его из анализа. Альтернативные критерии могут быть использованы при желании.
3. Для стандартизации значения интенсивности контакторов (которые в в произвольных единицах), конвертировать их в децибелах относительно порогов управления (измеренных при маскирующий стимул применяется к месту управления, например, плеча). Используйте эту формулу:
   DB = 10 х войти _{10 (пороговое} значение пороговое значение / управления).

Результаты

Анализы данных было сообщено в ^{13 лет.} Тактильная чувствительность (выражена относительно порогов, измеренных в состоянии управления) на предплечье была значительно снижена (пороги были значительно увеличены), когда vibrotactile маскирующий стимуляция была применена к противоположной руке (фиг.2А), демонстрируя контралатеральной маскирующий эффект между предплечий. Эффект зависел от положения маскирующего стимула на маскирующего руку, с Наибольший эффект проис...

Обсуждение

Здесь, Подробный протокол контралатеральной тактильной маскировки описано и ранее опубликованные результаты, используя технику, чтобы проверить тактильные пороги обнаружения показаны. Преимущество этого способа состоит в том, что пороговые значения измеряли с использованием психофизического строгую технику. Процедура вынужденный выбор двух альтернативных (2AFC) относительно нечувствительна к смещению реакции и, следовательно, от к вниманию эффектов. Адаптивная процедура лестница для оттачивания в на фактическом порогово...

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье

Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
тактор C-2 ATAC	Technology; Инженерная акустика, Инк.		http://www.atactech.com/PR_tactors.html
Волшебная	палочка Hitachi		http://magicwandoriginal.com/magic-wand-original/
ножных педалей	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/