10 февраля 2016 г.
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.
Общая цель этого психофизического эксперимента — показать, как прикосновение к одному месту может повлиять на восприятие прикосновения в другом месте. Этот метод дальней тактильной маскировки может внести важный вклад в область восприятия. Например, он может рассказать нам, как мозг представляет поверхность тела.
Преимущество этой техники заключается в том, что она неинвазивна, и все же, несмотря на то, что это перцептивная мера, она может дать нам информацию о том, как устроен мозг. Демонстрировать эту технику будет Сара. Она аспирантка в моей лаборатории, и она разработала методы, которые мы демонстрируем сегодня в рамках своей магистерской диссертации.
Начните с подготовки системы тактильных стимулов, которая будет использоваться во время этого эксперимента. Используйте тактор диаметром 1,7 дюйма и толщиной 0,30 дюйма для подачи тактильных стимулов с вибрацией 250 герц в течение 100 миллисекунд. Также используйте 64-битную стереофоническую звуковую карту для управления подачей тактильных стимулов.
Для этого сначала подключите к звуковой карте стереоусилитель звука, который будет приводить тактор в качестве громкоговорителя. Далее подключите тактор к одному из выходов усилителя, например, к выходу левого динамика. Затем подключите второй канал к громкоговорителю для подачи звуковых сигналов.
В компьютерном коде, который управляет экспериментом, сгенерируйте форму волны, которая будет использоваться для вибрации тактора, и другую форму волны для слухового сигнала. Поместите каждую из этих двух осциллограмм в двумерный массив. Прикрепите тактор к ремню с помощью механической застежки-основы так, чтобы его можно было разместить на участнике.
Для маскировки стимула используйте электрический ручной вибратор диаметром четыре сантиметра с вибрацией 83 герц при низкой температуре. Выберите места, где будет применен стимул, исходя из областей, где маскировка должна быть протестирована. После того, как система тактильных стимулов будет готова, разложите компьютер и другое оборудование для эксперимента на столе, а перед ним — стул для экспериментатора.
Затем установите стол, на который участники будут опираться левой рукой, на который будут подаваться тактильные раздражители, и поставьте стул с правой стороны стола. Также рядом со стулом поставьте подставку для подлокотников, на которую участники опираются правым локтем. Добавьте на стол амортизацию и подлокотник для комфорта.
Далее поместите громкоговоритель на механически изолированную поверхность. Расположите ножные педали, которые соединены с левой и правой кнопками компьютерной мыши так, чтобы ноги участника могли удобно лежать на них. Обязательно составьте список порядка, в котором будут выполняться условия, и используйте этот список во время эксперимента, чтобы определить, где держать маскирующий стимул для каждого блока.
Внесите количество попыток в код компьютерной программы и следите за тем, чтобы каждый блок был не длиннее 10 минут, чтобы удержать внимание участника. Запрограммируйте две альтернативные задачи принудительного выбора тактильных детекций, в которых интенсивность стимула контролируется с помощью байесовской адаптивной психофизической психофизической психометрической процедуры. Для каждой попытки предоставьте два интервала в одну секунду, отмеченных тремя звуковыми сигналами, с тактильным стимулом, представленным в середине одного из интервалов.
Пусть один из участников укажет, через какой интервал был представлен стимул с помощью ножных педалей. Компьютер оценивает ответ как правильный или неправильный, а адаптивная лестница выбирает следующее значение, которое будет представлено соответствующим образом. Это определяет пороговое значение для обнаружения вибрации на испытательном участке.
До начала эксперимента получите письменное информированное согласие участника. Затем усадите их в кресло, удобно положив ноги на педали ответного сигнала, и объясните процедуру эксперимента. Измерьте и запишите длину спинной поверхности левого предплечья участника.
Затем наденьте ремешок так, чтобы тактор располагался посередине руки, на полпути между внутренним углом локтя и складкой запястья. Свободно оберните тензорную повязку вокруг руки несколько раз, чтобы удержать тактор на месте. Теперь попросите участника положить правый локоть на подлокотник, а левую руку — на стол.
Затем завяжите глаза участника, чтобы он не смотрел на стимул или место маскировки, и попросите его смотреть прямо перед собой на протяжении всего эксперимента. Начните с блока из 20 практических попыток без маскирующего стимула, чтобы познакомить участника с задачей тактильного обнаружения и позволить ему ознакомиться с стимулами. После тренировочного прогона сначала убедитесь, что руки и маскирующий стимул находятся в правильных положениях перед каждым экспериментальным блоком.
Запускайте блоки условий в случайном, уравновешенном порядке. Для каждого условия обратитесь к списку условий, составленному ранее, и вычеркивайте каждое условие по мере его выполнения. Обязательно удерживайте маскирующий стимул на протяжении каждого блока испытаний по сбору данных, поддерживая примерно постоянное давление.
Запустите экспериментальную программу с заданным числом попыток, как было выбрано ранее, и введите двухминутный период отдыха после каждого короткого пробного блока. После завершения работы над заданным пробным блоком выберите следующий участок для маскирующего стимула, запустите программу еще раз и повторяйте это до тех пор, пока не будут завершены все попытки. На этом рисунке высота и порог отображаются в зависимости от положения маски.
Тактильная чувствительность на предплечье была значительно снижена при воздействии вибротактильной маскирующей стимуляции на противоположную руку, демонстрируя контралатеральный маскирующий эффект между предплечьями. Эти данные показывают, что осанка также играет роль в эффективности маскировки. Маскирующий эффект был значительно сильнее, когда руки соприкасались, по сравнению с тем, когда они были параллельны.
После освоения этой техники ее можно выполнить примерно за полчаса, если она выполнена правильно. Хотя для получения статистической достоверности необходимо повторить эксперимент не менее чем на десяти участниках. Пытаясь выполнить эту процедуру, важно помнить о необходимости поддерживать давление в месте маскировки и удерживать внимание участника в месте, которое не меняется, обычно прямо вперед.
После процедуры могут быть выполнены вариации, чтобы ответить на дополнительные вопросы, такие как зависимость этих эффектов от характеристик маскирующего стимула. После своего развития этот метод проложил путь исследователям в области тактильных исследований, чтобы изучить, может ли это явление распространяться не только на ощущения прикосновения, но и на боль. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее понимание того, как проверить влияние дистанционного тактильного стимула на осязание на конкретном участке.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Это исследование исследует контралатеральный тактильный маскирование, когда пороги тактильного выявления зависят от вибрации, приложенной к удаленному участку. Понимание, какие удаленные участки влияют на тактильное восприятие, может дать представление о представлении тела в мозге.
Understanding long-range neural interactions through contralateral tactile masking provides a behavioral assay for probing somatotopic organization and interhemispheric communication. This non-invasive psychophysical method enables target validation of neural circuit models by quantifying perceptual modulation across body regions. It supports mechanistic de-risking in neuroscience target engagement by offering a reproducible readout of functional connectivity between contralateral sensory representations.
The method fits within the discovery continuum from target hypothesis testing to lead optimization, where behavioral assays inform target engagement and mechanism of action.