Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

الحسية الجسدية الإمكانيات المتعلقة الحدث من الجلد فموي وجهي تمتد تحفيز

Published: December 18, 2015 doi: 10.3791/53621
Automatic Translation
1,2,3, 1,4, 1,5
1Haskins Laboratories, 2Speech and Cognition Department, Gipsa-lab, CNRS, 3Univ. Grenoble-Alpes, 4Department of Psychology, McGill University, 5School of Communication Science and Disorders, McGill University

Introduction

إنتاج الكلام يعتمد على كل المعلومات السمعية والحسية الجسدية. السمعية وردود الفعل جسدي حسي تحدث في تركيبة من أقرب الالفاظ التي ينتجها الرضع وتشارك على حد سواء في تعلم الكلام الحركية. النتائج الأخيرة تشير إلى أن تسهم العمليات الحسية الجسدية للتصور وكذلك الإنتاج. على سبيل المثال، والتعرف على أصوات الكلام عندما يتم تبديل جهاز الروبوتية تمتد على بشرة الوجه كما يستمع المشاركون للمؤثرات السمعية 1. نفث الهواء إلى الخد التي تتزامن مع المثيرات السمعية خطاب تغير الأحكام المشاركين الإدراك الحسي 2.

هذه الآثار الحسية الجسدية تشمل تفعيل mechanoreceptors الجلدي ردا على تشوه الجلد. ومشوه الجلد بطرق مختلفة أثناء الحركة، ومعروفة mechanoreceptors الجلدي للمساهمة في حس حركي 3،4. دور حركي من mechanoreceptors الجلدي هو شيطانstrated التي كتبها النتائج الأخيرة 5-7 أن سلالات الجلد ذات الصلة الحركة وينظر بشكل مناسب كما انثناء أو تمديد الحركة تبعا لنمط تمتد الجلد 6. على مدى التدريب على الكلام المحرك، وهو تكرار للكلام خطاب معين مع ما يصاحب ذلك الوجه خطاب امتداد الجلد، وتغير أنماط تلفظي بطريقة تكيفية 7. وتشير هذه الدراسات إلى أن تحوير امتداد الجلد أثناء العمل يوفر طريقة لتقييم مساهمة afferents الجلدية إلى وظيفة حركي للنظام الحسية.

وقد درس وظيفة حركي من mechanoreceptors الجلدي فموي وجهي معظمها باستخدام الأساليب النفسية ل7،8 ومسرى مكروي إعادة ترميز من الأعصاب الحسية 9،10. هنا، يركز البروتوكول الحالي على الجمع بين التحفيز الحسية الجسدية فموي وجهي المرتبطة الوجه تشوه الجلد وحدث ذات الصلة المحتملة (ERP) تسجيل. عشرهو الإجراء لديه سيطرة التجريبية دقيقة على اتجاه وتوقيت الوجه تشوه الجلد باستخدام جهاز الروبوت الكمبيوتر التي تسيطر عليها. وهذا يسمح لنا لاختبار فرضيات محددة حول مساهمة الحسية الجسدية لإنتاج الكلام والإدراك من قبل بشكل انتقائي وعلى وجه التحديد تشويه بشرة الوجه في مجموعة واسعة من التوجهات خلال كل من تعلم الكلام السيارات ومباشرة في إنتاج الكلام والإدراك. تستخدم تسجيل ERP لتقييم noninvasively النمط الزمني وتوقيت تأثير التحفيز الحسية الجسدية على السلوكيات فموي وجهي. البروتوكول الحالي ثم يمكن تقييم يرتبط العصبية وظيفة حركي وتقييم مساهمة منظومة الحسية الجسدية على حد سواء معالجة الكلام، إنتاج الكلام والكلام التصور.

لإظهار فائدة تطبيق التحفيز امتداد الجلد لتسجيل تخطيط موارد المؤسسات، ويركز البروتوكول التالي على تفاعل الحسية الجسدية والمدخلات السمعية في خطاب صerception. النتائج تسلط الضوء على الطرق المحتملة لتقييم تفاعل الحسية السمعية في الكلام.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

بروتوكول تجريبي الحالي يتبع المبادئ التوجيهية للسلوك الأخلاقي وفقا للجنة التحقيق الإنسان جامعة ييل.

1. Electroenchephalopgaphy (EEG) إعداد

  1. قياس حجم الرأس لتحديد سقف EEG المناسب.
  2. تحديد موقع قمة الرأس من خلال إيجاد نقطة المنتصف بين ناسيون وinion مع شريط القياس.
  3. وضع غطاء EEG على رأسه باستخدام قمة محددة مسبقا كما تشيكوسلوفاكيا. دراسة تشيكوسلوفاكيا مرة أخرى بعد وضع الغطاء باستخدام شريط القياس كما هو الحال في 1.2. لاحظ أنه تم تجهيز غطاء EEG مع أصحاب الكهربائي ويستند وضع الأقطاب 64 (أو أصحاب) على تعديل 10-20 النظام مع نظام إحداثيات محددة سلفا على أساس تشيكوسلوفاكيا 11.
    ملاحظة: يستخدم هذا التطبيق تمثيلي تكوين 64 القطب لتقييم التغيرات توزيع فروة الرأس وتحليل المصدر. لتطبيقات أبسط (التغيرات ذات الصلة بالحدث محتملة في السعة والكمون) باليودنانوغرام أقل الأقطاب ممكنة. هناك قطبين إضافية عن أرضية في نظام EEG المستخدمة هنا. يتم إدراج تلك حاملي الكهربائي أيضا في الحد الأقصى.
  4. تطبيق هلام الكهربائي في أصحاب الكهربائي باستخدام الحقنة.
  5. نعلق الأقطاب الكهربائية EEG (بما في ذلك أقطاب الأرض) إلى أصحاب أقطاب مطابقة التسميات من الأقطاب وأصحاب الكهربائي على الغطاء الكهربائي.
  6. تنظيف سطح الجلد مع منصات الكحول.
    ملاحظة: للحصول على أقطاب للكشف عن حركة العين (تخطيط كهربية العين)، والمواقع الجلد هي أعلى وأسفل العين اليمنى (الرأسي حركة العين)، والجانبية لحاظ الخارجي للعيون على حد سواء (أفقيا حركة العين)؛ لتحفيز جسدي حسي يتم تنظيف الجلد الجانبي إلى زاوية الفم.
  7. ملء أربعة أقطاب تخطيط كهربية العين مع هلام الكهربائي وتأمين الأقطاب مع الشريط على الوجهين إلى المواقع لاحظت في 1.6.
  8. تأمين جميع الكابلات الكهربائي باستخدام حزام الفيلكرو. إذا ص equired، الشريط الكابلات للجسم المشارك أو المواقع الأخرى التي لا يعرض أي ضجيج كهربائي أو ميكانيكي إضافية.
  9. وضع المشاركين أمام الشاشة والروبوت لتحفيز الحسية الجسدية. تأمين جميع الكابلات الكهربائي مرة أخرى كما هو الحال في 1.8.
  10. ربط EEG وأقطاب تخطيط كهربية العين (بما في ذلك أقطاب الأرض) في الموصلات المناسبة (التسمية مطابقة وشكل اتصال) على مربع مكبر للصوت من نظام EEG.
  11. تحقق لمعرفة أن إشارات EEG هي خالية من القطع الأثرية وأن قيمة الإزاحة في نطاق مقبول (<50 μV أو أصغر). إذا تم العثور على إشارات صاخبة أو إزاحة الكبيرة التي عادة ما تكون مؤشرا على مقاومة عالية، صحيح تلك الإشارات الكهربائي بإضافة هلام EEG إضافية و / أو اعادة تموضع الشعر الذي هو مباشرة تحت القطب.
  12. إدراج سماعات EEG المتوافقة والتأكد من أن مستوى الصوت في مجموعة مريحة استنادا إلى تقرير الموضوع.

الطبقة = "jove_title"> 2. الحسية الجسدية تحفيز

ملاحظة: البروتوكول الحالي ينطبق الوجه امتداد الجلد لغرض تحفيز الحسية الجسدية. الإعداد التجريبية مع نظام EEG تتمثل في الشكل 1. وقد وصفت تفاصيل الجهاز التحفيز الحسية الجسدية في الدراسات السابقة 1،7،12-14. لفترة وجيزة، وترد اثنين من علامات التبويب بلاستيكية صغيرة (2 سم واسعة و 3 سم الارتفاع) مع الشريط على الوجهين لبشرة الوجه. ترتبط علامات التبويب إلى الجهاز الآلي باستخدام السلسلة. الروبوت يولد منهجية الأحمال امتداد الجلد وفقا لتصاميم تجريبية. بروتوكول الإعداد لتسجيل ERP هو على النحو التالي:

  1. وضع رأس المشاركين في مسند الرأس من أجل تقليل حركة الرأس خلال التحفيز. إزالة بعناية الكابلات الكهربائي بين رأس المشاركين ومسند الرأس.
  2. اسأل المشاركين لعقد التبديل السلامة للروبوت.
  3. إرفاق علامات بلاستيكية لموقع الهدف الجلد باستخدام الشريط على الوجهين لتحفيز الحسية الجسدية. لممثل النتائج 12،13، حيث الهدف هو الجانبية الجلد إلى زاوية الفم، ضع وسط علامات على عماد القوقعة، وعدد قليل مم الوحشي لزاوية الفم مع المركز من علامات التبويب في حوالي نفس الارتفاع من زاوية الفم.
  4. ضبط تكوين السلسلة، سلسلة الدعم والروبوت من أجل تجنب أقطاب EEG والكابلات.
  5. تطبيق بضع مساحات الجلد في الوجه (دورة واحدة في جيبي 3 هرتز مع قوة أقصاها 4 N) للتحقق من القطع الأثرية بسبب التحفيز (وعادة ما يلاحظ كما السعة الكبيرة نسبيا وانخفاض وتيرة مقارنة مع الاستجابة الكهربية). إذا لوحظ القطع الأثرية في إشارات EEG، نعود إلى 2.4.

تسجيل 3. تخطيط موارد المؤسسات

  1. شرح مهمة تجريبية لهذا الموضوع، وتقديم تجارب الممارسة (كتلة واحدة = 10 المحاكمات أو أقل) لتأكيد ما اذا كان موضوع understands المهمة بشكل واضح.
    ملاحظة: مهمة تجريبية وعرض الحوافز لتسجيل ERP هي preprogramed في برنامج لعرض الحوافز.
    1. في اختبار تمثيلي مع الحسية الجسدية مجتمعة والتحفيز السمعي 12، تطبيق التحفيز الحسية الجسدية المرتبطة تشوه الجلد إلى الجلد الجانبي إلى زاوية الفم. نمط تمتد هو جيبي دورة واحدة (3 هرتز) مع قوة أقصاها 4 N. A احد توليفها الكلام الكلام الذي هو في منتصف الطريق في الصوت متصلة 10 خطوة بين "الرأس" و "قد" يستخدم لتحفيز السمعي.
    2. تقديم كل من التحفيز على حدة أو مجتمعة. في التحفيز جنبا إلى جنب، واختبار ثلاثة توقيت الحدوث (90 مللي ثانية الرصاص وتأخر كثيرا، ومتزامنة في الحسية الجسدية والسمعية onsets: انظر الشكل 3A).
    3. بطريقة عشوائية عرض خمسة التحفيز (الحسية وحدها والسمعية وحده، والثلاثة مجتمعة: الرصاص، simult ولAG). تختلف الفترة الفاصلة بين المحاكمة بين 1000 و 2000 مللي ثانية من أجل تجنب الترقب والتعود. مهمة تجريبية هي تحديد ما إذا كانت "وكان"، "صوت خطاب المقدمة، وهو الصوت الذي هو وسيط سمعيا بين" الرأس "ورئيس" عن طريق الضغط على مفتاح على لوحة المفاتيح. وفي الحسية وحدها الشرط، التي يوجد هو لا التحفيز السمعي، وأوعز المشاركين الإجابة لا "الرأس".
    4. الأحكام مشارك قياسية وفترة رد الفعل من بداية التحفيز للصحافة مفتاح باستخدام البرنامج لعرض الحوافز. اسأل المشاركين للتحديق نقطة التثبيت على شاشة العرض من أجل الحد من القطع الأثرية بسبب حركة العين.
    5. إزالة نقطة تثبيت كل 10 التحفيز لقضاء عطلة قصيرة. (انظر مثال آخر أيضا من المهام والتحفيز العرض 12،13)
  2. بدء برنامج لتسجيل ERP في 512 هرتزأخذ العينات، والذي يسجل أيضا الوقت يصيب من التحفيز في الجدول الزمني للبيانات ERP. لاحظ أن الطوابع الزمنية من التحفيز، والذي يتضمن أيضا معلومات عن نوع من التحفيز، وترسل لكل التحفيز من البرنامج لعرض الحوافز. البرنامجين (لتسجيل ERP وللعرض الحوافز) تعمل على جهازي كمبيوتر منفصلة التي ترتبط من خلال المنفذ المتوازي.
  3. ضبط البرنامج لتحفيز الحسية الجسدية إلى وضع الانتظار الزناد ومن ثم بدء عرض الحوافز من خلال تفعيل البرنامج للحصول على عرض الحوافز. لاحظ أن البرنامج لتحفيز الحسية الجسدية يعمل أيضا على جهاز كمبيوتر منفصل عن الأخرى اثنين من أجهزة الكمبيوتر. سجل 100 نظم تخطيط موارد المؤسسات في الشرط.
    ملاحظة: تم تلقي إشارة الزناد لتحفيز الحسية الجسدية من خلال جهاز مدخلات تناظرية التي يتصل بها جهاز الإخراج الرقمي في جهاز الكمبيوتر لالحواس. يتم إنتاج تحفيز جسدي حسي واحد لكل الزناد واحدة. </ لى>

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

يعرض هذا القسم إمكانات ذات الصلة بالحدث تمثيلية ردا على التحفيز الحسية الجسدية الناتجة عن الوجه تشوه الجلد. ويمثل الإعداد التجريبية في الشكل 1. تم تطبيق التحفيز الجيبية إلى جانبي جلد الوجه لزاوية الفم (انظر الشكل 3A كمرجع). وسجلت مائة المحاكمات تمتد لكل مشارك مع 12 مشاركا اختبارها في المجموع. بعد إزالة المحاكمات مع يومض والتحف حركة العين حاليا على أساس الإشارات تخطيط كهربية العين الأفقية والرأسية (أكثر من 150 ± μV)، وبلغ متوسط ​​أكثر من 85٪ من المحاكمات. تم تصفيتها إشارات EEG مع 0،5 حتي 50 هرتز الفرقة تمرير تصفية وإعادة الإشارة إلى المتوسط ​​في جميع أقطاب الشكل 2 يوضح متوسط ​​ERP الحسية الجسدية من أقطاب ممثلة مختارة. في المناطق الأمامية، والناجم عن إمكانات سلبية الذروة في 100-200 ص مللي ثانيةبداية تلت الحادي التحفيز من قبل الإمكانات الإيجابية في 200-300 ميللي ثانية. ولوحظ أكبر استجابة في أقطاب خط الوسط. تختلف عن الدراسات السابقة من الحسية الجسدية ERP 15-18، ليس هناك الكمون سابق (<100 مللي ثانية) إمكانات. هذا النمط الزمني يشبه إلى حد ما نموذجية تسلسل N1-P2 بعد التحفيز السمعي 19. في المقارنة بين الزوج المقابلة من الأقطاب الكهربائية في نصف الكرة المخية الأيسر والأيمن، ونمط الزمني مماثلة تماما ربما يرجع ذلك إلى تحفيز الثنائي.

الشكل 1
الشكل 1. الإعداد التجريبي. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 2
الشكل 2. حدث ذات الصلة الإمكانيات فيردا على التحفيز الحسية التي تنتجها الوجه امتداد الجلد. وتم الحصول على نظم تخطيط موارد المؤسسات من أقطاب التمثيلية. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

النتيجة الأولى تظهر كيف توقيت التحفيز يؤثر التفاعل متعدد الحواس أثناء معالجة الكلام 12. في هذه الدراسة، تم العثور على التفاعلات العصبية استجابة بمقارنة نظم تخطيط موارد المؤسسات التي تم الحصول عليها باستخدام أزواج التحفيز السمعي الحسية الجسدية مع المجموع الجبري لنظم تخطيط موارد المؤسسات للمنبهات unisensory بصورة منفصلة. يتم تمثيل نمط من التحفيز السمعي-الحسية الجسدية في الشكل 3A. الشكل 3B يظهر نمط إمكانات ذات الصلة بالحدث ردا على أزواج التحفيز السمعي الحسية الجسدية (الخط الأحمر). وتمثيلا خط أسودنهاية الخبر مجموع نظم تخطيط موارد المؤسسات السمعية والحسية الجسدية unisensory الفردية. لوحات ثلاث تتوافق مع الفترة الزمنية الفاصلة بين onsets التحفيز: 90 الرصاص مللي ثانية من بداية الحسية الجسدية (اليسار)، في وقت واحد (مركز) و 90 مللي ثانية متخلفة (يمين). عندما قدم تحفيز جسدي حسي 90 ميللي ثانية قبل بدء السمعي، هناك فرق بين الاقتران ولخص الردود (اللوحة اليسرى في الشكل 3B). هذا تأثير التفاعل يتناقص تدريجيا بوصفها وظيفة من الفترة الزمنية الفاصلة بين الحسية الجسدية والمدخلات السمعية (انظر التغيير بين الخطوط المنقطة في الشكل 3B). وتبين النتائج أن التفاعل الحسية الجسدية السمعي يتم تعديل حيوي مع توقيت التحفيز.

الشكل (3)

الشكل 3. إمكانات ذات الصلة بالحدث تعكس INTERA-الحسية السمعيةction في سياق إدراك الكلام. لقد تم تعديل هذا الشكل من ايتو، وآخرون. 12 (A) النمط الزمني لالحسية الجسدية والتحفيز السمعية. (B) الإمكانات المتعلقة الحدث لالحسية الجسدية مجتمعة والتحفيز السمعي في ثلاثة شروط توقيت (الرصاص، في وقت واحد، وتأخر) في القطب أسما. الخط الأحمر يمثل سجلت الاستجابات لنظم تخطيط موارد المؤسسات المقترنة. خط متقطع يمثل مجموع الحسية الجسدية ونظم تخطيط موارد المؤسسات السمعي. الخطوط المنقطة العمودية تحدد فاصل 160-220 ميللي ثانية بعد بداية الحسية الجسدية التي تقدر الاختلافات بين "زوج" والاستجابات "المبلغ". سهام تمثل بداية السمعي. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

النتيجة التالية توضح أن اتساع increa الحسية الجسدية ERPإس إي إس ردا على الاستماع إلى خطاب 13. نمط من التحفيز الحسية الجسدية هو نفسه كما هو موضح أعلاه. يبين الشكل 4 نظم تخطيط موارد المؤسسات الحسية الجسدية، والتي يتم تحويلها إلى فروة الرأس الكثافة الحالية 20 في تحليل خارج الخط، في الأقطاب (FC3، FC5، C3) على المنطقة الحسية نقاط. سجلت إمكانات ذات الصلة بالحدث الحسية الجسدية بينما يستمع المشاركون إلى خطاب في وجود مستمر الأصوات الخلفية. اختبرت الدراسة أربعة شروط أساسية: خطاب، والأصوات غير الكلام، وردي الضوضاء والصمت 13. أشارت النتائج إلى السعة من إمكانات ذات الصلة بالحدث الحسية الجسدية أثناء الاستماع إلى أصوات الكلام كان أكبر بكثير من الشروط الثلاثة الأخرى. لم يكن هناك اختلاف كبير في السعة للشروط الثلاثة الأخرى. ويبين الشكل 4B سعة الذروة طبيعية في ظروف مختلفة. والنتيجة تشير إلى أن الاستماع إلى أصوات الكلام يغير من associ المعالجة الحسية الجسدية ATED مع الوجه تشوه الجلد.

الرقم 4
الرقم 4. تعزيز إمكانات ذات الصلة بالحدث الحسية الجسدية بسبب أصوات الكلام. وسجلت نظم تخطيط موارد المؤسسات تحت أربعة شروط صوت الخلفية (صامت، الضوضاء الوردي، الكلام وغير الكلام). تم تعديل هذا الشكل من ايتو، وآخرون. 13 (A) النمط الزمني للإمكانات ذات الصلة بالحدث الحسية الجسدية في المنطقة فوق المحرك الأيسر وأمام الحركية القشرة. كل لون يناظر مختلفة حالة الصوت في الخلفية. تم تحويل نظم تخطيط موارد المؤسسات لفروة الرأس الكثافة الحالية 20. (B) الاختلافات في مقادير الدرجة المعيارية المرتبطة الذروة الأولى من الحسية الجسدية نظم تخطيط موارد المؤسسات. أشرطة الخطأ هي الأخطاء المعيارية عبر المشاركين. كل لون يتوافق مع مختلف الظروف الصوت الخلفية، كما هو الحال في لوحة A.كوم / ملفات / ftp_upload / 53621 / 53621fig4large.jpg "الهدف =" _ فارغة "> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

في دراسات نشرت هنا توفر أدلة على أن التحفيز جسدي حسي تسيطر على وجه التحديد التي تم إنتاجها من الوجه تشوه الجلد يدفع نظم تخطيط موارد المؤسسات القشرية. ومن المعروف afferents الجلدية كمصدر غني للمعلومات حركي 3،4 في حركة الأطراف الإنسان 5،6 وخطاب الحركة 7،8،21. تمتد جلد الوجه بطريقة تعكس اتجاه الحركة الفعلية خلال يتحدث يؤدي الى الشعور الحسي الحركي مماثل لحركة المناظرة. الطريقة الحالية الجمع بين تسيطر على وجه التحديد امتداد الجلد وERP التسجيلات يمكن أن تستخدم للتحقيق في الأساس العصبي وظيفة فموي وجهي خلال مجموعة واسعة من السلوكيات الكلام.

استخدام التحفيز الميكانيكي وتسجيل EEG في وقت واحد، فمن المهم رصد إشارات مستمرة لقطعة أثرية. على وجه الخصوص، منذ السلاسل المستخدمة لتمتد تقع بالقرب من الأقطاب الكهربائية EEG والكابلات الجلد، وهناك إمكانية الكهربائيةالقاعدة وحركة القطع الأثرية التي يسببها في إشارات EEG. هذه الأداة هي مميزة بسبب السعة الكبيرة نسبيا وانخفاض وتيرة مقارنة مع الاستجابة الكهربية. قبل التسجيل، والإعداد التحفيز بما في ذلك تكوين سلسلة يحتاج إلى أن يتم التحقق بعناية لتحديد وإزالة أي التحف الميكانيكية بسبب التحفيز. على الرغم من التحف يمكن إزالتها عن طريق معالجة الإشارات آخر، مثل تصفية أو تحليل عنصر مستقل 22 مماثل لحركة العين وامض، وإشارات الأنظف هي دائما أكثر من المرغوب فيه.

الدراسات السابقة من إمكانات ذات الصلة بالحدث الحسية الجسدية قد تستخدم في الغالب المثيرات الحسية الجسدية وجيزة التي تم إنتاجها باستخدام الميكانيكي 23، الكهربائية 18 أو الليزر مسبب للألم التحفيز 15. لا ترتبط المدخلات الحسية الجسدية الناجمة عن هذا النوع من التحفيز مع أي اقتراح تلفظي معينة في الكلام، وبالتالي، فإنها قد لا تكونمناسبة للتحقيق المتعلقة خطاب المعالجة القشرية. Möttönen، وآخرون. 17 قد فشلت في إظهار التغيير من إمكانات الحسية الجسدية magnetoenchalographic باستخدام الشفاه بسيطة التنصت خلال الاستماع إلى أصوات الكلام. في المقابل، تشويه للبشرة الوجه ومدخلات حركي مماثلة لتلك التي تحدث بالتزامن مع تلفظي خطاب الحركة 21 والحسية التكيف 7. تتفاعل هذه المحفزات أيضا مع خطاب تجهيز الإدراك الحسي 1،14. تخطيط موارد المؤسسات الحسية الجسدية من الحالي اضطراب امتداد الجلد هو أكثر ملاءمة للتحقيق في المتصلة خطاب المعالجة القشرية من الأساليب الأخرى المتاحة حاليا لتحفيز جسدي حسي. تم العثور على العديد من الخصائص المختلفة بين التحفيز امتداد الجلد الحالي والأساليب السابقة. مطلوب مزيد من التحقيق بما في ذلك موقع المصدر.

على الرغم من أن تشوه الجلد في الوجه يحدث رس بدرجات متفاوتة خلال خطاب الحركة، 8 معصب الوحشي الجلد إلى زاوية الفم كثيفة مع mechanoreceptors الجلدي 10،24، وربما تكون في الغالب مسؤولة عن الكشف عن امتداد الجلد أثناء الكلام. الجلد في زوايا الفم قد تكون ذات أهمية خاصة للسيطرة على خطاب السيارات والتعلم خطاب السيارات. النهج الحالي محدودة نوعا ما لأن تمتد من الجلد يمكن أن يتم إلا في اتجاه واحد ومكان واحد في كل دورة EEG. وسوف تستخدم تشوه الجلد أكثر تعقيدا وتقييم اتجاهات متعددة و / أو مواقع متعددة في جلسة واحدة EEG توفير مزيد من التبصر في الدور المحدد للsomatosensation في معالجة الكلام.

هناك مصالح طويلة الأمد في دراسات الاتصالات خطاب حول طبيعة التمثيل والمعالجة في إنتاج الكلام والإدراك 25-27. اكتشاف الخلايا العصبية المرآة 28،29 عزز فكرة أن متعة السياراتوتشارك ctions في إدراك الكلام. كما تم التحقيق في تورط الجهاز الحركي (أو المحرك وأمام الحركية القشرة) 30-35 في النظرة إلى أصوات الكلام. ومع ذلك، لا تزال غير مفهومة الرابط بين إنتاج الكلام والإدراك. يمكن استكشاف التأثيرات الحسية الجسدية المحتملة على إدراك الكلام تساعدنا على فهم الأسس العصبية للإدراك الكلام والإنتاج، وعما إذا كانت تتداخل أو الارتباط. وقد وفرت هذه التقنية الحالية للتحوير وظيفة الحسية الجسدية أداة جديدة للتحقيق في هذا المجال الهام من التحقيق. تقنية الحالي لديه ميزة إضافية أنه يمكن استخدامها في التحقيقات في وظيفة الحسية الجسدية بشكل عام وكيف يتفاعل مع طرائق الحسية الأخرى في المعالجة العصبية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

وأيد هذا العمل من قبل المعهد الوطني للصمم واضطرابات التواصل الأخرى المنح R21DC013915 وR01DC012502، العلوم الطبيعية والهندسة مجلس البحوث كندا ومجلس البحوث الأوروبي في إطار البرنامج الإطاري السابع للجماعة الأوروبية (FP7 / 2007-2013 اتفاقية المنحة رقم 339152 ).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ito, T., Tiede, M., Ostry, D. J. Somatosensory function in speech perception. Proc Natl Acad Sci U S A. 106, 1245-1248 (2009).
  2. Gick, B., Derrick, D. Aero-tactile integration in speech perception. Nature. 462, 502-504 (2009).
  3. McCloskey, D. I. Kinesthetic sensibility. Physiol Rev. 58, 763-820 (1978).
  4. Proske, U., Gandevia, S. C. The kinaesthetic senses. J Physiol. 587, 4139-4146 (2009).
  5. Collins, D. F., Prochazka, A. Movement illusions evoked by ensemble cutaneous input from the dorsum of the human hand. J Physiol. 496 (Pt 3), 857-871 (1996).
  6. Edin, B. B., Johansson, N. Skin strain patterns provide kinaesthetic information to the human central nervous system. J Physiol. 487 (Pt 1), 243-251 (1995).
  7. Ito, T., Ostry, D. J. Somatosensory contribution to motor learning due to facial skin deformation. J Neurophysiol. 104, 1230-1238 (2010).
  8. Connor, N. P., Abbs, J. H. Movement-related skin strain associated with goal-oriented lip actions. Exp Brain Res. 123, 235-241 (1998).
  9. Johansson, R. S., Trulsson, M., Olsson, K. Â, Abbs, J. H. Mechanoreceptive afferent activity in the infraorbital nerve in man during speech and chewing movements. Exp Brain Res. 72, 209-214 (1988).
  10. Nordin, M., Hagbarth, K. E. Mechanoreceptive units in the human infra-orbital nerve. Acta Physiol Scand. 135, 149-161 (1989).
  11. Guideline thirteen: guidelines for standard electrode position nomenclature. American Electroencephalographic Society. Journal of clinical neurophysiology : official publication of the American Electroencephalographic Society. 11, 111-113 (1994).
  12. Ito, T., Gracco, V. L., Ostry, D. J. Temporal factors affecting somatosensory-auditory interactions in speech processing. Frontiers in psychology. 5, 1198 (2014).
  13. Ito, T., Johns, A. R., Ostry, D. J. Left lateralized enhancement of orofacial somatosensory processing due to speech sounds. J Speech Lang Hear Res. 56, S1875-S1881 (2013).
  14. Ito, T., Ostry, D. J. Speech sounds alter facial skin sensation. J Neurophysiol. 107, 442-447 (2012).
  15. Kenton, B., et al. Peripheral fiber correlates to noxious thermal stimulation in humans. Neuroscience letters. 17, 301-306 (1980).
  16. Larson, C. R., Folkins, J. W., McClean, M. D., Muller, E. M. Sensitivity of the human perioral reflex to parameters of mechanical stretch. Brain Res. 146, 159-164 (1978).
  17. Möttönen, R., Järveläinen, J., Sams, M., Hari, R. Viewing speech modulates activity in the left SI mouth cortex. Neuroimage. 24, 731-737 (2005).
  18. Soustiel, J. F., Feinsod, M., Hafner, H. Short latency trigeminal evoked potentials: normative data and clinical correlations. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 80, 119-125 (1991).
  19. Martin, B. A., Tremblay, K. L., Korczak, P. Speech evoked potentials: from the laboratory to the clinic. Ear and hearing. 29, 285-313 (2008).
  20. Perrin, F., Bertrand, O., Pernier, J. Scalp current density mapping: value and estimation from potential data. IEEE Trans Biomed Eng. 34, 283-288 (1987).
  21. Ito, T., Gomi, H. Cutaneous mechanoreceptors contribute to the generation of a cortical reflex in speech. Neuroreport. 18, 907-910 (2007).
  22. Onton, J., Westerfield, M., Townsend, J., Makeig, S. Imaging human EEG dynamics using independent component analysis. Neurosci Biobehav Rev. 30, 808-822 (2006).
  23. Larsson, L. E., Prevec, T. S. Somato-sensory response to mechanical stimulation as recorded in the human EEG. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 28, 162-172 (1970).
  24. Johansson, R. S., Trulsson, M., Olsson, K. Â, Westberg, K. G. Mechanoreceptor activity from the human face and oral mucosa. Exp Brain Res. 72, 204-208 (1988).
  25. Diehl, R. L., Lotto, A. J., Holt, L. L. Speech perception. Annu Rev Psychol. 55, 149-179 (2004).
  26. Liberman, A. M., Mattingly, I. G. The motor theory of speech perception revised. Cognition. 21, 1-36 (1985).
  27. Schwartz, J. L., Basirat, A., Menard, L., Sato, M. The Perception-for-Action-Control Theory (PACT): A perceptuo-motor theory of speech perception. J Neurolinguist. 25, 336-354 (2012).
  28. Rizzolatti, G., Craighero, L. The mirror-neuron system. Annu Rev Neurosci. 27, 169-192 (2004).
  29. Rizzolatti, G., Fabbri-Destro, M. The mirror system and its role in social cognition. Curr Opin Neurobiol. 18, 179-184 (2008).
  30. D'Ausilio, A., et al. The motor somatotopy of speech perception. Curr Biol. 19, 381-385 (2009).
  31. Fadiga, L., Craighero, L., Buccino, G., Rizzolatti, G. Speech listening specifically modulates the excitability of tongue muscles: a TMS study. Eur J Neurosci. 15, 399-402 (2002).
  32. Meister, I. G., Wilson, S. M., Deblieck, C., Wu, A. D., Iacoboni, M. The essential role of premotor cortex in speech perception. Curr Biol. 17, 1692-1696 (2007).
  33. Möttönen, R., Watkins, K. E. Motor representations of articulators contribute to categorical perception of speech sounds. J Neurosci. 29, 9819-9825 (2009).
  34. Watkins, K. E., Strafella, A. P., Paus, T. Seeing and hearing speech excites the motor system involved in speech production. Neuropsychologia. 41, 989-994 (2003).
  35. Wilson, S. M., Saygin, A. P., Sereno, M. I., Iacoboni, M. Listening to speech activates motor areas involved in speech production. Nat Neurosci. 7, 701-702 (2004).

Tags

علم الأعصاب، العدد 106، mechanoreceptors الجلدي، تصور الخطاب، إنتاج الكلام، والسيطرة الحسية، كهربية
الحسية الجسدية الإمكانيات المتعلقة الحدث من الجلد فموي وجهي تمتد تحفيز
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Ito, T., Ostry, D. J., Gracco, V. L. … More

Ito, T., Ostry, D. J., Gracco, V. L. Somatosensory Event-related Potentials from Orofacial Skin Stretch Stimulation. J. Vis. Exp. (106), e53621, doi:10.3791/53621 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter