FMRI Отображение активности головного мозга, связанной с голосовым образованием интервалов согласных и резонаторов

Общая цель данной методологии заключается в мониторинге нейронных активаций, связанных с вокальным воспроизведением согласных и диссонантных интервалов, с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области слуховой когнитивной нейронауки, такие как: как отличается интеграция внешней обратной связи от слуховой и сенсомоторной систем при пении согласных и диссонирующих интервалов? Основное преимущество этой методики заключается в том, что она предназначена для отслеживания активности как моторной, так и слуховой системы, одновременно получая меру точности голоса во время пения.

Как правило, люди, плохо знакомые с этим методом, испытывают трудности, потому что трудно точно записать некоторые тона изнутри сканера, так как весь сканер очень шумный. Демонстрировать процедуру будет Лусеро Пачеко, аспирант из моей лаборатории. Чтобы начать воспроизведение чистых тонов на две октавы от G 4 до G 6, откройте новую папку проекта в программе для редактирования звука.

Затем в меню генерации выберите тон. В появившемся окне выберите синусоидальную форму сигнала, амплитуду 0,8 и продолжительность одной секунды. Введите значение частоты, которое соответствует нужной ноте и нажмите на кнопку «ОК».

В меню файла выберите «Экспорт». В открывшемся окне введите желаемое имя аудиофайла и выберите wav в качестве нужного типа файла. Нажмите «Сохранить».

Далее сгенерируйте все возможные комбинации нот, соответствующие двум согласным и двум диссонирующим интервалам в диапазоне между G four и G six. Чтобы сделать это для каждого интервала, откройте новый проект в программном обеспечении для редактирования звука и выберите «Импортировать аудио» в меню «Файл», чтобы импортировать два wav-файла, которые должны быть объединены. Поместите курсор в любую точку на второй тон и щелкните для выделения.

Нажмите «Выбрать все» в меню редактирования. Под этим же меню нажмите на копировать. Затем поместите курсор в любую точку над первым тоном и кликните.

В меню редактирования нажмите на кнопку «Переместить курсор в конец дорожки», а затем нажмите кнопку «Вставить» в том же меню. Наконец, в меню файла выберите «Экспорт». В открывшемся окне введите желаемое имя аудиофайла и выберите wav в качестве нужного типа файла.

Нажмите «Сохранить». Начните с того, что попросите участника сесть перед ноутбуком и надеть наушники. Следите за тем, чтобы уровень звука был комфортным для участника.

Используйте программное обеспечение для поведенческих исследований, чтобы открыть две ранее созданные задачи с помощью e-run. В появившемся окне введите номер сеанса и тему и нажмите кнопку ОК. Затем в двух заданиях на выбор альтернативной силы попросите участников определить, являются ли интервалы, которые они слышат, согласными или диссонирующими, нажимая либо c на клавиатуре компьютера для согласия, либо d для диссонанта.

Затем в четырех заданиях на выбор альтернативной силы участники должны сами определить интервалы, нажимая цифры четыре, пять, семь и восемь на клавиатуре компьютера, чтобы определить интервалы увеличенной четверти. Идеальная пятая. Майор седьмой.

И октавы соответственно. Наконец, в конце каждой задачи нажмите OK, чтобы автоматически сохранить результаты для каждого участника. Начните с подключения немагнитной гарнитуры, совместимой с MR, к ноутбуку и убедитесь, что уровень звука комфортен для участника.

Затем подключите небольшой конденсаторный микрофон к аудиоинтерфейсу, который, в свою очередь, подключается к ноутбуку с помощью экранированного, скрученного тройного кабеля. Чтобы проверить частотную характеристику микрофона, запустите новый проект в программном обеспечении для редактирования звука и выберите конденсаторный микрофон в качестве устройства ввода. Затем сгенерируйте тестовый тон с частотой 440 герц длительностью 10 секунд.

После того, как тональный сигнал будет сгенерирован, используйте программное обеспечение для воспроизведения и нажмите кнопку воспроизведения, чтобы отправить тестовый сигнал через наушники в два места. Внутри сверху подголовник и снаружи сканер в диспетчерской с микрофоном, размещенным между сторонами гарнитуры в каждом случае. Затем нажмите кнопку «Запись» в программном обеспечении для редактирования звука, чтобы записать примерно одну секунду тестового тона в каждом месте.

Затем выберите спектр графика в меню анализа для каждого случая и сравните реакцию микрофона на тестовый тон как внутри, так и снаружи сканера, убедившись, что основная частота сигнала, принимаемого в каждом месте, составляет 440 Гц. Наконец, прикрепите конденсаторный микрофон к шее участника чуть ниже гортани и попросите его надеть гарнитуру. Затем поместите участника в магнитно-резонансный томограф.

Начните с открытия программного пакета магнитно-резонансного пользовательского интерфейса MRUI. В программном обеспечении MRUI выберите опцию пациента в экранном меню. Введите имя, возраст и вес участника.

Затем нажмите на кнопку экзамена. Сначала выберите голову, а затем мозг из доступных вариантов. Далее выберите 3D, а затем изометрию T1 со следующими значениями для соответствующих параметров: время повторения равно 10,2 миллисекунды, время эха равно 4,2 миллисекунды, угол переворота равен 90 градусам и размер вокселя равен одному на один миллиметр в кубе.

Затем нажмите на кнопку «Программа» и начните сбор функционального взвешенного по звездам T2 сканирования всей головы со значениями соответствующих параметров следующим образом: TE равно 40 миллисекундам, TR равно трем секундам, поле зрения равно 256 миллиметрам в квадрате, угол поворота равен 90 градусам, размеры матрицы равны 64 на 64, задержка в TR равна семи секундам. Обратите внимание, что в данном случае TR — это общее время, в течение которого происходит получение. Используйте фиктивный вариант для получения пяти томов, при этом введите значение 55 для общего количества томов.

Нажмите кнопку «Копировать», чтобы создать копию этой последовательности. Поместите курсор в нижнюю часть списка последовательностей, а затем дважды нажмите кнопку «Вставить», чтобы настроить три последовательные последовательности разреженной выборки. Затем нажмите «Старт», чтобы начать сбор взвешенного анатомического объема T1.

Наконец, подарите участнику три прогона. Синхронизируйте начало прогонов с регистрацией сканером с помощью триггерной коробки сканера и дифференцируйте каждый прогон с помощью номера сеанса. Затем сохраняйте результаты каждого прогона.

Это исследование выявило нейронную активность во время пения в областях, которые, как известно, составляют певческую сеть, что соответствует тем, о которых сообщалось в предыдущей литературе. Результаты анализа дисперсии с помощью двустороннего повторного измерения показали, что для контраста, возникающего в результате пения диссонанта, в отличие от интервалов согласных, повышенная активация наблюдалась в правой первичной соматосенсорной коре, правой первичной слуховой коре, левом среднем мозге, правой задней островковой доле, левом миндалевидном теле и левом путамене. После освоения этой техники ее можно освоить за четыре часа на каждый предмет.

Если он выполнен правильно, с учетом поведенческого теста, сеанса фМРТ и анализа данных. Пытаясь выполнить эту процедуру, важно не забывать проверять правильность работы записывающего оборудования и четко инструктировать участников о том, что они должны петь, напевая, двигая головой как можно меньше, чтобы избежать артефактов. После этой процедуры, которая используется для отслеживания различий в активации мозга между бинарными состояниями, может быть выполнен модифицированный вариант метода с целью изучения, например, различий между пением в широких и узких интервалах.

После каждой разработки метод фМРТ прокладывает путь исследователям в области слуховой нейробиологии к изучению нейронных механизмов, связанных со слухом и производством голоса. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее представление о том, как использовать фМРТ для мониторинга активности как моторной, так и слуховой систем во время пения, с целью изучения нейронных коррелятов вокального производства. Не забывайте, что работа с магнитно-резонансным сканером может быть чрезвычайно опасной, поэтому всегда следует проявлять большую осторожность, чтобы металлические предметы не попадали внутрь сканера.