Summary
تحليل نمط الكلاسيكي المتعدد يتوقع المحفزات الحسية موضوعا ترى من النشاط العصبي في قشرات المقابلة (على سبيل المثال من المثيرات البصرية النشاط في القشرة البصرية). هنا ، ونحن نطبق تحليل نمط عبر modally وتبين أن الصوت واللمس مما يعني المثيرات البصرية ويمكن التنبؤ به من نشاط في السمعية والحسية الجسدية القشور ، على التوالي.
Abstract
التحليل متعدد المتغيرات نمط (نشاطهم البدني عنهن بنحو) هو الأسلوب شعبية متزايدة لتحليل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) البيانات 1-4. عادة ، يتم استخدام طريقة للتعرف على التجربة الحسية للموضوع من النشاط العصبي في مناطق معينة من المخ. على سبيل المثال ، استخدمت لتوقع اتجاه حواجز شبكية بصرية موضوعا ترى من النشاط في وقت مبكر 5 قشرات البصرية ، أو بالقياس ، ومضمون خطاب من النشاط في وقت مبكر 6 قشرات السمعية.
هنا ، نقدم امتدادا لنشاطهم البدني عنهن بنحو النموذج الكلاسيكي ، وفقا لوالتي لا يتوقع المحفزات الحسية داخل ، ولكن عبر الأنظمة الحسية. على وجه التحديد ، الأسلوب وصفنا يتناول مسألة ما إذا كانت المحفزات التي تثير جمعيات الذاكرة في طرائق أخرى غير تلك التي يتم من خلالها تقديم هذه لحث أنماط النشاط محتوى معين في القشور الحسية تلك الطرائق الأخرى.على سبيل المثال ، رؤية مقطع فيديو صامت من إناء الزجاج تحطم على أرض الواقع ، بصورة تلقائية ، في معظم المراقبين صورة السمعي للصوت المرتبطة بها ؛ هي تجربة هذه الصورة في "أذن العقل" ويرتبط مع نمط النشاط العصبي محددة في وقت مبكر قشرات السمعي؟ وعلاوة على ذلك ، وهذا هو نمط النشاط متميزة من النمط الذي يمكن ملاحظة إذا كان هذا الموضوع ، بدلا من ذلك ، ومشاهدة شريط فيديو لكلب يعوي؟
في دراستين 7،8 السابقة ، كنا قادرين على التنبؤ الصوت واللمس مما يعني مقاطع الفيديو التي تعتمد على النشاط العصبي في السمع في وقت مبكر والقشور الحسية الجسدية ، على التوالي. نتائجنا تتفق مع الإطار الذي اقترحه neuroarchitectural Damasio 9،10 ، وفقا للتجربة التي الصور الذهنية التي تستند إلى ذكريات -- مثل سماع صوت تحطيم مزهرية في "أذن العقل" وعند رؤية شريط الفيديو المقابلة معتمد من قبل إعادة بناء المحتوى -- مقطعأنماط محددة النشاط العصبي في القشور الحسية في وقت مبكر.
Protocol
1. مقدمة
التحليل متعدد المتغيرات نمط (نشاطهم البدني عنهن بنحو) هو الأسلوب شعبية متزايدة لتحليل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) البيانات 1-4. عادة ، يتم استخدام طريقة للتعرف على التجربة الحسية للموضوع من النشاط العصبي في مناطق معينة من المخ. على سبيل المثال ، استخدمت لتوقع اتجاه حواجز شبكية بصرية موضوعا ترى من النشاط في وقت مبكر 5 قشرات البصرية ، أو بالقياس ، ومضمون خطاب من النشاط في وقت مبكر 6 قشرات السمعية. في هذه المقالة الفيديو ، ونحن تصف الرواية من نشاطهم البدني عنهن بنحو التطبيق الذي يضيف اضافية لتطور هذا النموذج الأساسي داخل مشروط. في هذا النهج ، ومن المتوقع المثيرات الحسية لا تدخل ، ولكن عبر الأنظمة الحسية.
2. التحليل متعدد المتغيرات الباترون
على الرغم من أن الأسلوب راسخة نشاطهم البدني عنهن بنحو حتى الآن في مجال تصوير الأعصاب ، وسوف نبدأ pointiنانوغرام من الاختلافات الرئيسية بين نشاطهم البدني عنهن بنحو والتقليدية ، والتحليل الوحيد التفاوت الرنين المغناطيسي الوظيفي. تحقيقا لهذه الغاية ، والنظر في المثال التالي كيف يمكن للطريقتين التوجه نحو دراسة النشاط العصبي في القشرة البصرية أثناء مهمة بسيطة البصرية ( فيديو كليب 1 ) :
- ويعرض الموضوع مع المثيرات البصرية two مختلفة ، على سبيل المثال ، صورة من برتقالة وصورة تفاحة.
- كل من المحفزات لحث على نمط معين من النشاط العصبي في القشرة البصرية الأولية ، وهنا يرمز لمستويات التنشيط ستة voxels hypothetic. (وبطبيعة الحال ، وأنماط النشاط الناجم عن عرض واحدة من البرتقال أو التفاح الصور في الواقع تكون صاخبة جدا ، والنظر في أنماط كما هو موضح المعدلات الناتجة عن عدد كبير من المحاكمات.)
- في تحليل الرنين المغناطيسي الوظيفي التقليدي ، وهناك أساسا طريقتان يمكن من خلالها تحليل هذه الأنماط. أولا ، يمكن للمرء أن التركيز على متوسط leveلتر من النشاط في جميع أنحاء المنطقة بأسرها من الفائدة.
- في المثال المعطى ، فإن الفرق في مستويات النشاط المتوسط ليست كبيرة ، بحيث لا يمكن أن الأنماط المقابلة للمنبهات الاثنين سيكون الموقر من وجهة النظر هذه.
- طريقة أخرى لتحليل أنماط اثنين لإنشاء المقابل الطرح بينهما : لكل فوكسل ، وطرح على مستوى التنشيط في حالة "تفاحة" من خلال تفعيل مستوى الشرط "البرتقالي". يمكن أن يكون الفرق الناتج ثم تصور لكل فوكسل على النقيض من الصورة بأكملها في الدماغ.
- مرة أخرى ، ومع ذلك ، قد تكون هذه الاختلافات تكون صغيرة وربما تصل إلى المعيار المطلوب الإحصائية فقط عن voxels قليلة جدا.
- هذا هو المكان الذي ميزة حاسمة من نشاطهم البدني عنهن بنحو يأتي دور : تستمد قوتها المتفوقة من حقيقة أنه ، خلافا للأساليب التحليل الوحيد التفاوت ، فإنها ترى في مستويات تفعيل جميع voxels في وقت واحد ، وبالتالي غير قادرة على الكشف عن أنماط داخلها. في حين ، كما mentioneد ، وعدد قليل فقط من تفعيل الخلافات قد تكون كبيرة عند النظر في عزلة ، قد أنماط اثنين ، عندما نظرت في مجملها ، بل من مختلف إحصائيا.
هناك فرق بين التحليل الرئيسي الثاني الرنين المغناطيسي الوظيفي التقليدي ونشاطهم البدني عنهن بنحو ( فيديو كليب 2 ). الأسلوب السابق عادة محاولات لإثبات تبعية إحصائية بين بعض المنبهات الحسية وبعض أنماط نشاط المخ "بطريقة قدما" ، وبعبارة أخرى ، فإنه يسأل سؤال من نوع : "سيضم اثنين محفزات بصرية مختلفة ، مثل صورة لوجه وصورة لمنزل ، يؤدي إلى مستويات مختلفة النشاط في منطقة محددة من الاهتمام ، على سبيل المثال في منطقة الوجه مغزلي؟ " على النقيض من ذلك ، عادة ما يتم التعبير عن نجاح نشاطهم البدني عنهن بنحو من حيث "الاستنتاج العكسي" أو "فك" ، والسؤال هو نموذجي من نوع : "بناء على نمط النشاط العصبي في يموزين محددة ايون المصالح (مثل القشرة البصرية الأولية) ، يمكن لأحد أن يتنبأ ما إذا كان موضوع تتصور التحفيز A ، B على سبيل المثال على البرتقال ، أو التحفيز ، مثل تفاحة؟ "ولكن لاحظ أن الاتجاه الذي الارتباط بين المثيرات الحسية و يتم تعيين نشاط الدماغ لا يهم من الناحية الإحصائية : وهو ما يعادل القول بأن اثنين من المحفزات أن تؤدي إلى أنماط النشاط متميزة في منطقة الدماغ ، ونظرا إلى القول إن نمط النشاط في تلك المنطقة في الدماغ يسمح التنبؤ التحفيز حمل 11 وبعبارة أخرى ، فإن حساسية نشاطهم البدني عنهن بنحو متفوقة على أن التحليلات حيد المتغير لانها تعتبر ان voxels عدة في وقت واحد ، وليس لأنها تسير في اتجاه معكوس.
الخطوات التالية لتوضيح كيف يمكن لنموذج نشاطهم البدني عنهن بنحو نموذجي سيتناول مسألة ما إذا كان يرى تفاحة يدفع نمطا مختلفا من النشاط العصبي في القشرة البصرية الأولية من رؤية برتقالة (_upload/3307/3307_Meyer-Kaplan_Video_3.mov "فيديو كليب> 3) :
- يتم الحصول على البيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي ، بينما يرى موضوعا عدد كبير من المحفزات التفاح والبرتقال.
- وتنقسم البيانات المكتسبة في تدريب مجموعة من البيانات ومجموعة البيانات الاختبار. خلافا لما ورد في هذا المثال ، غالبا ما يتم اختيار مجموعة البيانات التدريب لتكون أكبر من اختبار مجموعة البيانات ، كما يمكن أن يتوقع أداء المصنف مع تزايد عدد المحاكمات التدريب.
- يتم إدخال البيانات من مجموعة التدريب في مصنف النمط. باستخدام أحد خوارزميات رياضية عدة الإمكان ، المصنف محاولات للكشف عن الميزات في أنماط العصبية التي تميز أنواع التحفيز اثنين من بعضها البعض. هي نوع من المصنف استخداما (وأيضا في دراساتنا السابقة الخاصة) ما يسمى آلات ناقلات الدعم ؛ لمزيد من التفاصيل ، وعلى القارئ الرجوع إلى الاستعراضات المذكورة في المقدمة.
- بعد أن تم تدريب المصنف على التجارب والتدريب ، ويقوم بتقديم ذلكإد مع بيانات الاختبار. غير المسماة هي التجارب الفردية من اختبار مجموعة البيانات ، وبعبارة أخرى ، فإن المصنف "لا نعرف" ما اذا كان نمط يأتي من "التفاحة" أو "البرتقالي" المحاكمة.
- استنادا إلى الاتساق كان قادرا على كشف في تدريب مجموعة البيانات ، والمصنف سمات التسمية على الأرجح إلى كل من المحاكمات الاختبار.
- لكل نمط ، يمكن مقارنة المصنف "تخمين" مع التسمية التحفيز الصحيح.
- إذا كان المصنف قادر على الكشف عن أي خلافات بين أنماط الناجمة عن المنبهات اثنين ، وينبغي أن يكون أدائها على المستوى فرصة ، وبالنسبة للتمييز اتجاهين المعطى في المثال ، هذا من شأنه أن تتوافق مع التسميات الصحيحة 50 ٪. أداء أعلى بكثير من التوقعات تشير إلى أن هذه القيمة هي في الواقع هناك خلافات مستمرة بين هذين النوعين من المحفزات.
علما أنه من الأهمية بمكان أن تدريب واختبار مجموعات البيانات تكون مستقلة عن بعضها anothإيه. يمكن فقط إذا كان هذا هو الحال يمكن استخلاص أي استنتاجات فيما يتعلق التعميم من أنماط مستمدة من مجموعة التدريب. دراسات تقييم نشاطهم البدني عنهن بنحو أداء المصنف في كثير من الأحيان باستخدام نموذج عبر التحقق من صحة ( فيديو كليب 4 ). نفترض أن تجربة نشاطهم البدني عنهن بنحو يتكون من ثمانية يدير الوظيفية. في الخطوة عبر المصادقة الأولى ، يتم تدريب المصنف على بيانات من يعمل من 1 إلى 7 واختبارها على بيانات من تشغيل 8. في الخطوة الثانية ، ثم يتم تدريب على تشغيل مصنف من 1 إلى 6 وكذلك تشغيل 8 ، واختبارها في وقت لاحق على تشغيل 7. بعد هذا المخطط ، وأجرت ثمانية عبر التحقق من خطوات للخروج ، مع كل تشغيل العامل بوصفه تشغيل الاختبار مرة واحدة بالضبط. ويتم احتساب الأداء العام حيث بلغ متوسط مصنف من العروض بشأن الخطوات عبر التحقق من صحة الفرد. في حين أن هذا الإجراء يضمن تدريب واختبار مستقلة مجموعات البيانات في كل خطوة ، وذلك يزيد أيضا من العدد الإجماليالمحاكمات الاختبار ، والتي يمكن أن تكون له ميزة عند تقييم دلالة إحصائية لأداء لمصنف.
هناك حزم البرمجيات المتاحة مجانا على الإنترنت لتنفيذ نشاطهم البدني عنهن بنحو ؛ مثالين وPyMVPA 12 (على أساس بيثون ؛ http://www.pymvpa.org ) والأدوات التي يوفرها معهد العلوم العصبية برينستون (على أساس مطلب ؛ http:/ / code.google.com / ع / برينستون نشاطهم البدني عنهن بنحو - الأدوات / ).
3. عبر ونشاطهم البدني عنهن بنحو مشروط إطار التقارب الاختلاف المناطق
كما ذكر في المقدمة ، وقد استخدمت نماذج تجريبية واحدة مثل وصفه للتو على التنبؤ بنجاح المحفزات الحسية من النشاط العصبي في القشور الحسية المقابلة ، وبعبارة أخرى ، محفزات بصرية على أساس النشاط في قشرات السمعية البصرية والمحفزات على أساس النشاط في قشرات السمعية . هنا ، ونحنالحاضر امتدادا لهذا المفهوم الأساسي. على وجه التحديد ، افترضنا أنه ينبغي أن يكون من الممكن التنبؤ المحفزات الحسية ليس فقط داخل ، ولكن عبر الطرائق. ويرتبط بشكل معقد الإدراك الحسي إلى استدعاء الذكريات ، على سبيل المثال ، حافزا البصرية التي لديها ضمنا السمعية قوية ، مثل مشهد إناء تحطم زجاج على الأرض ، سوف يؤدي تلقائيا من خلال موقعنا الصور "أذن العقل" التي تشترك في أوجه التشابه مع الصور السمعية عانينا في لقاءات سابقة مع كسر الزجاج. وفقا لإطار عرضه اكثر من عقدين منذ Damasio 9،10 ، يتم تخزين الذاكرة بين الجمعيات على مرأى من إناء والصور الصوتية المناظرة في مناطق التقارب الاختلاف ما يسمى (CDZs ؛ فيديو كليب 5 ). CDZs هي الفرق العصبية في قشرات الجمعيات التي تتلقى تتقارب من أسفل إلى أعلى التوقعات من مختلف القشرية في وقت مبكرreas (عبر عدة مستويات هرمية) والتي ، بدورها ، إعادته متباينة من أعلى إلى أسفل إسقاطات لمواقع القشرية نفسه. نظرا للتوقعات من أسفل إلى أعلى المتقاربة ، يمكن تفعيلها من خلال تمثيلات CDZs الإدراك الحسي في طرائق متعددة -- على سبيل المثال ، سواء من قبل على مرأى وصوت تحطيم مزهرية ، نظرا لتوقعات متباينة من أعلى إلى أسفل ، فإنها يمكن أن تعزز ثم إعادة الإعمار من الصور التي ترتبط الإشارات إلى قشرات مبكرة من طرائق إضافية. وأكد Damasio النقطة الأخيرة : تفعيل CDZs في قشرات الجمعيات لن تكون كافية لنتذكر واعية لصورة من الذاكرة ، فقط مرة واحدة وإعادة بناء CDZs تمثيلات العصبية واضحة في القشور الحسية في وقت مبكر ستكون الصورة خبرة واعية. وبالتالي ، فإن الإطار يتنبأ تسلسل معين من المعالجة العصبية استجابة لحافز (بحتة) البصرية التي تعني الصوت ( فيديو كليب6) :
- الحافز يدفع لأول مرة نمط معين من النشاط العصبي (المستطيلات الحمراء) في قشرات البصرية في وقت مبكر.
- عبر إسقاطات من أسفل إلى أعلى المتقاربة ، والخلايا العصبية البصرية في وقت مبكر قشرات المشروع قدما إلى المستوى الأول من CDZs (CDZ 1 ق). نمط المتقاربة الربط يسمح CDZ 1 ق للكشف عن أنماط معينة من النشاط في قشرات البصرية في وقت مبكر. اعتمادا على نمط بالضبط ، قد CDZ أو قد لا تصبح تفعيلها. CDZs التصرف على النحو النازعون الميزة. في هذا المثال ، وهما CDZ 1 ق تصبح تنشيط (كما يتبين من اللون الأحمر) ، في حين لا يتم تشغيل ثالث لنمط معين في نشاط القطاع المقابلة من قشرات البصرية في وقت مبكر.
- CDZ 1 ق إرسال متقاربة من أسفل إلى أعلى التوقعات لCDZ 2 ثانية ، وبالتالي ، مثلما CDZ 1 ق الكشف عن أنماط معينة من النشاط في قشرات البصرية في وقت مبكر ، CDZ 2 ثانية تكون قادرة على الكشف عن أنماط النشاط بين CDZ 1 2 ثانية تفعيلها من خلال التكوين معينة من ليالي تنشيط 1 CDZ ؛ لأسباب من البساطة ، وصفت واحدة فقط CDZ 2 هنا. في المثال ، ونمط النشاط بين CDZ 1 ق غير كافية لتنشيط هذا CDZ 2.
- ولا سيما ، CDZ 1 ق لا المشروع الوحيد للمضي قدما لCDZ 2 ثانية ولكن أيضا إلى القشور في وقت مبكر (الأسهم الزرقاء). قد تكون هذه الاشارات من أعلى إلى أسفل إكمال نمط النشاط (صاخبة ربما) التي يسببها في البداية من قبل التحفيز (مستطيل أزرق). عموما ، اللون الاحمر يدل على التنشيط من أسفل إلى أعلى ، في حين يمثل اللون الأزرق التنشيط من أعلى إلى أسفل.
- عبر عدة مستويات إضافية من CDZs ، مشروع CDZ 2 ق ق ن قدما إلى CDZ في قشرات الجمعيات العليا (متقطع السهم). ربما واحد أو عدة CDZ ن ق الرد على التحفيز البصري معينة في السؤال (هو مبين واحد فقط).
- مرة أخرى ، ينبغي الإشارة إلى أن ق 2 CDZ ALS س إشارة إلى الوراء ق 1 CDZ التي ، بدورها ، قد يعدل كذلك نمط الناجم أصلا في قشرات البصرية في وقت مبكر.
- ق ن CDZ إشارة إلى ق 2 CDZ جميع الطرائق. في القشور البصرية ، وهذا قد يؤدي إلى الانتهاء من أنماط النشاط في المستوى الأدنى CDZs. في القشور السمعية ، سيتم بناؤها على نمط العصبية -- أولا على مستوى CDZ 2 ثانية وCDZ ق 1 ، في نهاية المطاف في مطلع قشرات السمعية -- التي تسمح للتجربة واعية من صورة السمعية المرتبطة التحفيز المقدمة بصريا. علما أن هناك أيضا من الأعلى إلى الأسفل يشير إلى الطريقة الحسية الجسدية ، وإن كان بدرجة أقل مما كانت عليه في طريقة السمعي. وهذا يعكس حقيقة أن ما يقرب من أي حافز البصرية وبعض الجمعيات عن طريق اللمس لذلك. كما يفترض أن التحفيز البصري في المثال الحالي يعني على وجه التحديد السليم ، ومع ذلك ، من الأعلى إلى الأسفل يشير إلى قشرات السمعية وأكثر اتساعا.
4. المحفزات
وقد وصفت النموذج العام للدراسة في القسم نشاطهم البدني عنهن بنحو 2. نهجنا يختلف عن الدراسات السابقة في أنها محاولات لتنفيذ نشاطهم البدني عنهن بنحو عبر الأنظمة الحسية ، وبالتالي يستخدم المحفزات التي صممت خصيصا لتكون لها آثار في الطريقة الحسية الأخرى من واحد التي يتم تقديمها. في إحدى الدراسات السابقة ، على سبيل المثال ، سجلنا النشاط العصبي من القشرة الحسية الجسدية الأولية في حين شاهدوا مقاطع الفيديو الموضوعات 5 الثاني من الأشياء اليومية التي يجري التلاعب بها يد الإنسان 8 ( 8 فيديو كليب و فيديو كليب 9 ). في دراسة أخرى ، ونحن التحقيق النشاط العصبي في وقت مبكر مبادرة الخوذ البيضاء قشرات السمعيةالموضوعات جنيه ينظر مقاطع الفيديو التي تصور الأشياء والأحداث التي تنطوي بقوة الصوت 7 ( فيديو كليب 10 و 11 فيديو كليب ). ومع ذلك ، وفقا للاطار CDZ ، يمكن أن يحتمل المثيرات الحسية لجميع طرائق استخدامها في هذا النموذج العامة ، ما دامت لديهم آثار في طرائق إضافية.
5. مناطق الفائدة
عموما ، يمكن تحديد المناطق ذات الاهتمام لدراسة تصوير الأعصاب إما وظيفيا أو تشريحيا. نعتقد أنه في النموذج التجريبي وصفنا هنا ، localizers التشريحية هي أكثر ملاءمة لسببين. أولا ، أنها ليست تافهة لتحديد وظيفيا قشرات الابتدائية أو في وقت مبكر من الطريقة الحسية معين (مع احتمال استثناء من القشرة البصرية الأولية) ، وتجهيز PEالمحفزات rceptual قدمت إلى هذا الموضوع في هذه الطريقة عادة لا تقتصر على هذه المناطق. على سبيل المثال ، سيكون من الصعب تحديد القشرة الحسية الجسدية الأولية عن طريق تطبيق لمسة يد موضوعا ، كما أن النشاط الناجم عن هذا الإجراء من شأنه ، في جميع الاحتمالات ، وانتشار الجمعيات لقشرات الحسية الجسدية كذلك. الثانية ، قد localizer الوظيفية لا تسمية كل voxels التي قد تساهم في أداء المصنف في : فقد تبين أن المناطق التي لا تظهر التنشيط صافي استجابة للمؤثرات الحسية بالمعنى التقليدي (أي المناطق التي لا تظهر على صورة المقابل يستطيع [بقية مقابل التحفيز]) تحتوي على معلومات حول المحفزات ومع ذلك 13،14. لهذين السببين ، ندعو إلى استخدام المناطق المحددة تشريحيا الفائدة كلما معالم العيانية تسمح لهذا ، على سبيل المثال ، وعلم التشريح الإجمالي للالتلفيف خلف المركزي يمثل تقريب معقول من القشرة الحسية الجسدية الأوليةواستخدمنا هذا لتحديد المنطقة ذات الأهمية في دراستنا الحسية الجسدية 8 (الشكل 1).
6. الموضوعات
تخضع العينات في الدراسات نشاطهم البدني عنهن بنحو تميل إلى أن تكون أصغر من الرنين المغناطيسي الوظيفي في الدراسات التقليدية ، كما يمكن إجراء تحليل على مستوى واحد هذا الموضوع. بالطبع ، هذا لا يمنع من تحليل المجرب النتائج لاحقا من الموضوعات الفردية على مستوى المجموعة كذلك. في دراستين المذكورة سابقا ، على سبيل المثال ، أجرينا تي الاختبارات على نتائج فردية تخضع لتقييم أهميتها على مستوى المجموعة. شملت الدراسة كل ثمانية اشخاص ، على الرغم من يجب النظر في هذا الموضوع عينة صغيرة جدا لاختبار بارامترية ، لم نجد الكثير من التمييز نحن المقررة أن تكون كبيرة (انظر أدناه).
7. ممثل النتائج :
كما ذكر ، في اثنين من الدراسات السابقة التي تهدف إلى التنبؤ أننا الصوت يعني مقاطع الفيديوعلى أساس النشاط العصبي في وقت مبكر قشرات السمعي 7 (انظر الشكل 2 للقناع المستخدمة في هذه الدراسة) والتي تعمل باللمس مما يعني مقاطع الفيديو التي تعتمد على النشاط في القشور الحسية الجسدية الأولية 8. وهذه المحاولة الناجحة : في كلتا الدراستين ، وهو مصنف نشاطهم البدني عنهن بنحو أداء أعلى من مستوى 50 ٪ فرصة لجميع أوجه التمييز المحتملة في اتجاهين بين أزواج التحفيز (ن = 36 في دراسة السمع ، ونظرا هناك 9 محفزات مختلفة ، ن = 10 لل وكانت الدراسة الحسية الجسدية ، ونظرا هناك 5 منبهات مختلفة). في دراسة السمع ، و 26 من أصل 36 وصلت التمييز الدلالة الإحصائية ، في الدراسة الحسية الجسدية ، وهذا هو الحال لمدة 8 من أصل 10 التمييز (اثنان الذيل تي الاختبارات ، ن = 8 في كل من الدراسات ؛ الشكل 3).
الشكل 1. مدى قناع تعريف تشريحيا من القشرة الحسية الجسدية الأولية ، كما تستخدم في ماير وآخرون ، 2011. ألف مصنفوكان قادرا على التنبؤ الخوارزمية التي تعمل باللمس مما يعني مقاطع الفيديو من أنماط نشاط المخ يقتصر على ترسيم المنطقة. مستنسخة بإذن من مطبعة جامعة أوكسفورد.
الشكل 2. مدى قناع تعريف تشريحيا من قشرات السمعية في وقت مبكر ، كما تستخدم في ماير وآخرون ، 2010. خوارزمية المصنف كان قادرا على التنبؤ (صامت) للصوت مما يعني مقاطع الفيديو من أنماط نشاط المخ يقتصر على ترسيم المنطقة. مستنسخة بإذن من مجموعة النشر الطبيعة.
الشكل 3. ملخص لنتائج الدراسات السابقة لدينا عبر نشاطهم البدني عنهن بنحو مشروط. تم استخدام المصنف للتنبؤ المحفزات البصرية التي تنطوي إما صوت أو لمسة من النشاط في السمع في وقت مبكر أو القشور الحسية الجسدية الأولية ، على التوالي. لوحات كبار : في كل مسمارالمنشأ ، والتنبؤ الأداء فوق مستوى 0.5 فرصة لجميع اتجاهين التمييز بين أزواج من المحفزات. لوحات القاع : في دراسة السمع ، المصنف الأداء تصل إلى الأهمية الإحصائية ل26 من التمييز 36 ؛ في الدراسة الحسية الجسدية ، وكان هذا هو الحال بالنسبة ل8 من التمييز 10. مستنسخة بإذن من الطبيعة المجموعة النشر ومطبعة جامعة أكسفورد.
Discussion
نتائج دراساتنا السابقة تثبت أن نشاطهم البدني عنهن بنحو مشروط عبر أداة مفيدة لدراسة يرتبط العصبية من الصور العقلية التي تعرضت في "أذن العقل" و "العقل اللمس". على وجه التحديد ، فقد بينت النتائج أن يرتبط مضمون مثل هذه الصور مع النشاط العصبي في السمع في وقت مبكر والقشور الحسية الجسدية ، على التوالي ، وتقديم الدعم المباشر للإطار التجريبية Damasio من التقارب اختلاف المناطق.
ويمكن تمديد النموذج الأساسي وصفنا في عدد من الطرق. الأكثر وضوحا ، ويمكن إجراء دراسات مماثلة باستخدام تركيبات مختلفة من طرائق الحسية. في هذا الصدد ، فمن الممكن أن إنشاء بعض الجمعيات عبر مشروط قبل التجربة قد يزيد من فرص النجاح. على سبيل المثال ، لدراسة التمثيل مشروط عبر حاسة الشم في القشور ، يمكن للمرء أن الموضوعات التي يعرضها رئيس الوزراء في الوقت نفسه إلى البصر والشم لعدد من المواد الغذائية. Shortly بعد ، داخل الماسح الرنين المغناطيسي الوظيفي ، سيكون أثار ذكريات شمية من الروائح التي منبهات البصرية ، ويمكن استخدامها في نشاطهم البدني عنهن بنحو محاولة لتعيين المحاكمات المواد الغذائية الصحيحة التي تستند فقط على النشاط في قشرات الشمية.
سؤال آخر للاهتمام هو ما إذا كانت أنماط عبر modally بفعل النشاط في القشور الحسية في وقت مبكر تتحمل تشابه مع الأنماط التي يسببها عندما تتوافر لديها الخبرة في الواقع الصوت أو اللمس ، وبعبارة أخرى ، لا نرى إناء من الزجاج استدعاء تتحطم نمطا مماثلا لل النشاط العصبي في وقت مبكر قشرات السمعية فعلا الاستماع الى الحدث نفسه؟ هذا السؤال ، مرة أخرى ، يمكن معالجتها من خلال نشاطهم البدني عنهن بنحو : هو المصنف الذي تم تدريبهم على البيانات المسجلة في حين سمع دوي بعض الموضوعات قادرة على التمييز بشكل صحيح البيانات المسجلة في حين أن الموضوعات شاهدت لقطات فيديو المقابلة؟ في دراسة السمع لدينا ، ولم نحاول مثل هذا التصنيف ، ولكن النتائج كانت هامشية (انظر الشكل 3 في المرجع 7). في تلك الدراسة ، ومع ذلك ، لم تكن تسيطر على الجمعيات السمعية من المشاركين بأي شكل من الأشكال ، وبعبارة أخرى ، نحن لا نعرف كيف مماثلة في كل مادة سمعية الصور المرتبطة أشرطة الفيديو وعلى المسارات الصوتية المستخدمة لتدريب المصنف. مرة أخرى ، قد يكون من المثير للاهتمام أن معالجة مسألة واحدة بعد أن تم تجهيزهم محددة عبر مشروط الجمعيات في الموضوعات ، كما هو موضح أعلاه للجمعية visuo - الشمية. هذا من شأنه أن يسمح للسيطرة على مزيد من الخبرة العقلية موثوق من الموضوعات خلال المحاكمات ، وبالتالي قد الفيديو زيادة أداء التنبؤ مصنف.
على أن تبرم ، أدخلنا امتدادا لنشاطهم البدني عنهن بنحو النموذج الكلاسيكي من خلال إظهار أنه يمكن التنبؤ ليس فقط داخل المحفزات ، ولكن أيضا عبر طرائق الحسية. وهكذا ، وتبين لنا أن لا يقتصر على استخدام لنشاطهم البدني عنهن بنحو يرتبط بالتحقيق في التمثيل الإدراكي الناجم مباشرة عن طريق الحواس الخارجية. بدلا من ذلك ، يمكن أيضا نشاطهم البدني عنهن بنحوتقييم الركيزة العصبية من الصور الذهنية التي يتم تشغيلها داخليا : وفقا للإطار Damasio في منطقة التقارب الاختلاف ، النتائج التي توصلنا إليها تشير إلى أن يرتبط تجربة واعية من الصور الذهنية التي يتم بناؤها على أساس ذكريات مع محتوى محددة تمثيلات العصبية في الحسية في وقت مبكر قشرات.
Disclosures
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
Acknowledgments
وأيد هذا العمل عن طريق المنح من قبل مؤسسة ماذرز والمعاهد الوطنية للصحة (منح عدد 5P50NS019632 - 27) وانطونيو لDamasio حنا.
References
- Haynes, J. -D., Rees, G. Decoding mental states from brain activity in humans. Nat. Rev. Neurosci. 7, 523-534 (2006).
- Norman, K. A., Polyn, S. M., Detre, G. J., Haxby, J. V. Beyond mind-reading: multi-voxel pattern analysis of fMRI data. Trends. Cogn. Sci. 10, 424-430 (2006).
- Kriegeskorte, N., Bandettini, P. Analyzing for information, not activation, to exploit high-resolution fMRI. NeuroImage. 38, 649-662 (2007).
- Mur, M., Bandettini, P. A., Kriegeskorte, N. Revealing representational content with pattern-information fMRI - an introductory guide. Soc. Cogn. Affect. Neurosci. 4, 101-109 (2009).
- Kamitani, Y., Tong, F. Decoding the visual and subjective contents of the human brain. Nat. Neurosci. 8, 679-685 (2005).
- Formisano, E., De Martino, F., Bonte, M., Goebel, R. "Who" is saying "what"? Brain-based decoding of human voice and speech? Science. 322, 970-973 (2008).
- Meyer, K., Kaplan, J. T., Essex, R., Webber, C., Damasio, H., Damasio, A. Predicting visual stimuli on the basis of activity in auditory cortices. Nat. Neurosci. 13, 667-668 (2010).
- Meyer, K., Kaplan, J. T., Essex, R., Damasio, H., Damasio, A. Seeing touch is correlated with content-specific activity in primary somatosensory cortex. Cereb. Cortex. 21, 2113-2121 (2011).
- Damasio, A. R. Time-locked multiregional retroactivation: a systems-level proposal for the neural substrates of recall and recognition. Cognition. 33, 25-62 (1989).
- Meyer, K., Damasio, A. Convergence and divergence in a neural architecture for recognition and memory. Trends. Neurosci. 32, 376-382 (2009).
- Friston, K. J. Modalities, modes, and models in functional neuroimaging. Science. 326, 399-403 (2009).
- Hanke, M., Halchenko, Y. O., Sederberg, P. B., Hanson, S. J., Haxby, J. V., Pollmann, S. PyMVPA: a Python toolbox for multivariate pattern analysis of fMRI data. Neuroinformatics. 7, 37-53 (2009).
- Harrison, S. A., Tong, F. Decoding reveals the contents of visual working memory in early visual areas. Nature. 458, 632-635 (2009).
- Serences, J. T., Ester, E. F., Vogel, E. K., Awh, E. Stimulus-specific delay activity in human primary visual cortex. Psych Sci. 20, 207-214 (2009).
