Potenciais relacionados a eventos somatossensorial de pele Orofacial estiramento Estimulação
Summary
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.
Abstract
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.
Introduction
Produção da fala é dependente tanto da informação auditiva e somatossensorial. O auditiva e feedback somatossensorial ocorrer em combinação, desde as primeiras vocalizações produzidas por uma criança e ambos estão envolvidos na aprendizagem motora da fala. Resultados recentes sugerem que processos contribuem para a percepção somatossensoriais, bem como de produção. Por exemplo, a identificação dos sons da fala se altera quando um dispositivo de autómato, estica a pele facial como participantes ouvir a estímulos auditivos 1. Sopros de ar para o rosto que coincidem com estímulos de fala auditivos alterar julgamentos perceptivos 2 participantes.
Estes efeitos somatossensoriais envolvem a activação de mecanorreceptores cutâneas em resposta à deformação da pele. A pele é deformada de várias maneiras, durante o movimento, e mecanorreceptores cutâneas são conhecidos por contribuir para cinestésica 3,4 sentido. O papel cinestésica de mecanorreceptores cutâneas é demôniostrated por descobertas recentes 5-7 que as tensões relacionadas com o movimento da pele são adequadamente percebidas como flexão ou extensão de movimento, dependendo do padrão de estiramento da pele 6. Sobre o curso de formação motora da fala, que é a repetição do enunciado discurso específico com discurso estiramento da pele facial concomitante, padrões articulatórios mudar de forma adaptativa 7. Estes estudos indicam que a modulação estiramento da pele durante a ação fornece um método para avaliar a contribuição de aferentes cutâneos para a função cinestésica do sistema sensório-motor.
A função cinestésica de mecanorreceptores cutâneas orofaciais tem sido estudada principalmente através de métodos psicofisiológicos 7,8 e microeletrodos recodificação de nervos sensoriais 9,10. Aqui, o protocolo actual centra-se na combinação de estimulação somatossensorial orofacial associada a deformação pele facial e potencial (ERP) de gravação de evento relacionado. ºé procedimento tem o controle experimental preciso sobre a direção eo momento da deformação da pele facial usando um dispositivo robótico controlado por computador. Isto permite-nos testar hipóteses específicas sobre a contribuição somatossensorial para a produção da fala e percepção seletiva e precisamente por deformar a pele do rosto em uma ampla gama de orientações durante a aprendizagem motora da fala e diretamente na produção da fala e percepção. Gravação de ERP são utilizados para avaliar de forma não invasiva o padrão temporal e ao momento da influência da estimulação somatossensorial sobre os comportamentos orofaciais. O protocolo atual, em seguida, pode avaliar os correlatos neurais da função cinestésica e avaliar a contribuição do sistema somatossensorial para o processamento da fala, fala e fala produção percepção.
Para mostrar a utilidade da aplicação da estimulação estiramento da pele para a gravação de ERP, o protocolo que se segue concentra-se na interacção de somatossensorial e auditivo entrada no discurso perception. Os resultados destacam um método potencial para avaliar a interação somatossensorial-auditiva no discurso.
Protocol
Representative Results
Discussion
Os estudos aqui apresentados fornecem evidência que a estimulação somatosensorial controlada com precisão, que é produzida pela deformação da pele facial induz ERPs corticais. Aferentes cutâneas são conhecidos como uma rica fonte de informação cinestésica 3,4 em circulação membro humano 5,6 e fala movimento 7,8,21. Esticando a pele facial de uma forma que reflete o sentido do movimento real durante discurso induz um sentido cinestésico semelhante ao movimento correspondent…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi financiado pelo Instituto Nacional de Surdez e Outros Distúrbios de Comunicação Grants R21DC013915 e R01DC012502, as ciências naturais e do Conselho de Investigação do Canadá Engenharia e do Conselho Europeu de Investigação no âmbito do Sétimo Programa-Quadro da Comunidade Europeia (/ 2007-2013 Acordo FP7 Grant não 339,152. ).
Materials
| 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 |
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