This paper introduces a method for obtaining somatosensory event-related potentials following orofacial skin stretch stimulation. The current method can be used to evaluate the contribution of somatosensory afferents to both speech production and speech perception.
Cortical processing associated with orofacial somatosensory function in speech has received limited experimental attention due to the difficulty of providing precise and controlled stimulation. This article introduces a technique for recording somatosensory event-related potentials (ERP) that uses a novel mechanical stimulation method involving skin deformation using a robotic device. Controlled deformation of the facial skin is used to modulate kinesthetic inputs through excitation of cutaneous mechanoreceptors. By combining somatosensory stimulation with electroencephalographic recording, somatosensory evoked responses can be successfully measured at the level of the cortex. Somatosensory stimulation can be combined with the stimulation of other sensory modalities to assess multisensory interactions. For speech, orofacial stimulation is combined with speech sound stimulation to assess the contribution of multi-sensory processing including the effects of timing differences. The ability to precisely control orofacial somatosensory stimulation during speech perception and speech production with ERP recording is an important tool that provides new insight into the neural organization and neural representations for speech.
הפקת דיבור תלויה בשני מידע השמיעתי וחושי. שמיעתי והמשוב החושית להתרחש בשילוב מהקולות המוקדמים המיוצרים על ידי תינוק ושניהם מעורבים בלמידה מוטורית דיבור. התוצאות אחרונות מצביעות על כך שתהליכים החושית תורמים לתפיסה, כמו גם ייצור. לדוגמא, זיהוי של צלילי דיבור משתנה כאשר מכשיר רובוטי מותח את עור הפנים כמשתתפים להקשיב לגירויים שמיעתיים 1. פחזניות אוויר ללחי שיעלה בקנה אחד עם גירויים שמיעתיים דיבור לשנות פסקי דין תפיסתי משתתפי 2.
אפקטים החושית אלה כרוכים בהפעלה המכאנית עורית בתגובה לעיוות עור. העור מעוות בדרכים שונות במהלך תנועה, ומכאני עורית ידוע לתרום לתחושת 3,4 תנועתית. התפקיד של תנועתית מכאנית עורית הוא שדstrated ידי הממצאים האחרונים 5-7 שזני עור הקשורים לתנועה נתפסים כראוי ככיפוף או תנועת הארכה בהתאם לדפוס של העור למתוח 6. במהלך אימון מוטורי דיבור, שהוא חזרה על אמירת דיבור ספציפית עם דיבור מתיחת עור פנים במקביל, דפוסי חיתוכית לשנות באופן מסתגל 7. מחקרים אלו מצביעים על כך שויסות מתיחת עור במהלך פעולה מספקת שיטה להערכת התרומה של afferents עורית לפונקצית תנועתית של המערכת הסנסורית.
פונקצית תנועתית של מכאניים עורית orofacial נחקרה בעיקר בשיטות פסיכו 7,8 וmicroelectrode קידוד מחדש מעצבים תחושתיים 9,10. כאן, הפרוטוקול הנוכחי מתמקד בשילוב של גירוי החושית orofacial הקשורים עיוות עור פנים ואירוע הקשור הקלטה פוטנציאלית (ERP). היש הוא הליך ניסיוני שליטה מדויקת על הכיוון והעיתוי של עיוות עור פנים באמצעות מכשיר רובוטי מבוקר מחשב. זה מאפשר לנו לבחון את ההשערות ספציפיות על התרומה החושית להפקת דיבור ותפיסה סלקטיבית ובדיוק עיוות עור פנים במגוון רחב של אוריינטציות במהלך שתי הלמידה המוטורית דיבור וישירות בהפקת דיבור ותפיסה. הקלטת ERP משמש כדי להעריך את הדפוס ועיתוי הזמני של ההשפעה של גירוי החושית על התנהגויות orofacial noninvasively. הפרוטוקול הנוכחי אז יכול להעריך את הקושרת העצבית של פונקצית תנועתית ולהעריך את התרומה של המערכת החושית לתפיסת שני עיבוד הדיבור, הפקת דיבור ודיבור.
כדי להראות את התועלת של היישום של גירוי למתוח את העור להקלטת ERP, הפרוטוקול הבא מתמקד באינטראקציה של החושית וקלט שמיעתי בעמ הדיבורerception. התוצאות להדגיש שיטת פוטנציאל להעריך אינטראקציה החושית-שמיעתית בדיבור.
המחקרים דיווחו כאן מספקים ראיות לכך שגירוי החושית מבוקר בדיוק כי הוא מיוצר על ידי עיוות עור פנים גורם ERPs קליפת המוח. afferents עורית ידועות כמקור עשיר של מידע תנועתית 3,4 בתנועת איבר אנושית 5,6 ודיבור תנועה 7,8,21. מתיחת עור הפנים באופן שמשקף את כיוון התנועה ב?…
The authors have nothing to disclose.
עבודה זו נתמכה על ידי המכון הלאומי לחירשות והפרעות תקשורת אחרות מענקי R21DC013915 וR01DC012502, מדעי הטבע והנדסת מועצת מחקר של קנדה והמועצה האירופית למחקר בתכנית של הקהילה האירופית מסגרת השביעית (FP7 / 2,007-2,013 גרנט הסכם לא. 339,152 ).
EEG recording system | Biosemi | ActiveTwo | |
Robotic decice for skin stretch | Geomagic | Phantom Premium 1.0 | |
EEG-compatible earphones | Etymotic research | ER3A | |
Software for visual and auditory stimulation | Neurobehavioral Systems | Presentation | |
Electrode gel | Parker Laboratories, INC | Signa gel | |
Double sided tape | 3M | 1522 | |
Disposable syringe | Monoject | 412 Curved Tip | |
Analog input device | National Instuments | PCI-6036E | |
Degital output device | Measurement computing | USB-1208FS |