Summary
Metodi per la misurazione e l'analisi della soglia temporale discriminazione sono presentati e sua applicazione allo studio della patogenesi della distonia cervicale sono discusse.
Abstract
La soglia di discriminazione temporale (TDT) è l'intervallo di tempo minimo in cui un osservatore può discriminare due sequenziali stimoli come essendo asincroni (in genere 30-50 ms). Essa ha dimostrato di essere anormale (prolungati) in disturbi neurologici, tra cui la distonia cervicale, un fenotipo di inizio adulto idiopatico isolato distonia focale. La TDT è una misura quantitativa della capacità di percepire i cambiamenti veloci nell'ambiente ed è considerato indicativo del comportamento dei neuroni visual nel collicolo superiore, un nodo di chiave nell'orientamento attenzionale segrete. Questo articolo definisce metodi per la misurazione la TDT (tra cui due opzioni hardware e due modalità di presentazione di stimoli). Inoltre esploriamo due approcci di analisi dei dati e calcolo di TDT. L'applicazione della valutazione della discriminazione temporale alla comprensione della patogenesi della distonia cervicale e distonia focale isolato idiopatica adulta inoltre è discussa.
Introduction
Discriminazione temporale descrive la capacità di una persona di discriminare, o percepire, rapidi cambiamenti nel loro ambiente. La soglia di discriminazione temporale (TDT) è l'intervallo di tempo minimo in cui un individuo può percepire che due stimoli sensoriali sequenziali sono asincroni. Discriminazione temporale è stato indicato per essere anormalmente prolungata nei disordini che interessano i gangli basali, tra cui la distonia1,2,3,4,5,6 , 7.
La distonia è il terzo più comune disordine di movimento neurologici - dopo Parkinson'la malattia di s e tremore essenziale. È caratterizzata da contrazioni muscolari continuo o intermittente causando anormali, spesso, movimenti ripetitivi o posture8. La distonia può colpire qualsiasi parte del corpo. Quando colpisce una parte del corpo è noto come distonia focale8. Distonia che interessano i muscoli del collo è conosciuta come distonia cervicale ed è il fenotipo più comune di distonia focale isolato idiopatica adulta. 9 , 10 la patogenesi della distonia cervicale rimane sconosciuta; esso è considerato una malattia genetica autosomica dominante e penetranza marcatamente ridotta. Fattori ambientali sono considerati importanti in relazione alla espressione e penetranza della malattia.
Il collicolo superiore, una struttura sensorimotoria situato nel midbrain dorsale, è importante per la determinazione rapida di stimoli ambientali nel processo di orientamento attenzionale covert2,11,12. Stimoli visivi accedere rapidamente il collicolo superiore attraverso la via magnocellulare retino-tectal. La TDT è una misura semplice, oggettiva, creduta per rappresentare il trattamento di visual (e altri stimoli sensoriali) negli strati superficiali del collicolo superiore. La TDT è stato studiato nei soggetti con distonia cervicale, loro parenti inalterati e i partecipanti sani di controllo. Rispetto ai partecipanti di controllo di pari età e sesso, un anormale TDT ha alta sensibilità (97%, 36 di 37 pazienti) e specificità (98-100%) nella distonia cervicale1. Un TDT anormale è stato trovato nel 50% dei inalterati parenti di primo grado femminili dei pazienti affetti da distonia cervicale (14 di 25, invecchiati 48 anni o più vecchi), dimostrando la penetranza età - e sesso-correlate con l'eredità dominante autosomal13, 14. un anormale TDT in parenti inalterati dei pazienti con distonia cervicale (rispetto ai parenti con TDTs normale) è associato con aumento di volume del putamen (dalla morfometria basata sui voxel)15 e ridotta attività del putamen (mediante fMRI)4 . Il collicolo superiore è considerato un significativo nodo in una rete neuronale, che è disfunzionale nella distonia cervicale12. La valutazione della discriminazione temporale è considerata come fornire importanti indizi per la distonia cervicale sottostante pathomechanisms.
L'obiettivo di questo articolo è di presentare due metodi per la misurazione e l'analisi temporale discriminazione, nonché dimostrando l'applicazione di questo metodo per studiare la fisiopatologia della distonia cervicale.
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Protocol
Comitato etico di ricerca medica all'ospedale universitario di St. Vincent, Dublino ha dato l'approvazione per il reclutamento di pazienti con distonia cervicale, loro fratelli (inalterati da distonia) e controlli sani, a partecipare il protocollo descritto qui di seguito.
1. hardware & Software Solutions
Nota: Due opzioni hardware sono stati sviluppati per visualizzare gli stimoli visivi con precisi intervalli Inter-stimolo. Entrambe sono state progettate e sviluppate in-House presso il centro di Trinity di bioingegneria, Trinity College di Dublino e sono stati descritti in precedenza5,16. Coloro che desiderano replicare le soluzioni esatto hardware utilizzate nel presente documento possono richiedere stesso contattando il centro Trinity per Bioingegneria direttamente. In alternativa, una serie completa di istruzioni inclusi file di stampa 3D per l'auricolare, istruzioni per il microcontrollore Arduino d'accompagnamento, ecc. può essere scaricato da http://www.dystoniaresearch.ie/temporal-discrimination-threshold/. Gli stimoli presentati nell'approccio piano tavolo possono essere generati utilizzando programmi personalizzati nella presentazione (ad esempio, sistemi di Neurobehavioural), installato su un computer desktop e programmato per controllare i diodi emettitori di luce (LED) tramite la porta parallela del il computer. In alternativa, come descritto di seguito, il piano del tavolo LED può essere controllato tramite un microcontrollore Arduino. Il codice di presentazione e il file di Arduino sono anche disponibili per il download dal link qui sopra.
- Hardware TDT: tavolo metodo
- Contrassegnare una 'X', come un punto di fissazione, su una stuoia nera o foglio inserito sul tavolo di fronte il partecipante.
- Chiedere al partecipante di posizionarsi in modo che sono seduti direttamente davanti al punto di fissazione.
- Posizionare le coppie giallo diodo luminoso (LED) (diametro 5 mm, 90 cd/m2 luminanza), racchiusa in una scatola, sul tavolo di fronte il partecipante.
- Orientare la casella tale che i LED sono allineati verticalmente e posizionati 7 ° dal punto centrale del soggetto a sinistra e destra, come necessario.
- Condurre questo esperimento in una stanza buia. Una piccola quantità di luminanza sfondo possono essere necessari per consentire all'operatore di vedere abbastanza per eseguire l'esperimento.
- Istruire il partecipante di concentrarsi sul punto di fissazione in ogni momento e non di guardare direttamente i LED lampeggianti.
- Collegare il microcontrollore alla casella di LED e seguire il su schermo istruzioni visualizzate sul display a cristalli liquidi della casella microcontrollore, ad esempio, selezionare il metodo di presentazione: 'casuale' o 'scala' e selezionare la modalità: 'primo superiore sinistra', ecc .
- Chiedere al partecipante di rispondere "stessa" o "diversa" seguente presentazione di ciascuna coppia di stimolo, a seconda se essi percepiscono gli stimoli per essere sincrona o asincrona.
- Informare il partecipante quando ogni prova sta per iniziare, da vocalizzi sullo schermo conto alla rovescia da 5-0 s.
Figura 1: (a) schema del design dell'auricolare. Una coppia di LED gialli (5 mm di diametro) e la fissazione rossa LED (diametro 3 mm), sono collocati a sinistra e a destra del partecipante tramite un'unità di testa-montata e reso visibile mediante riflessione negli specchi davanti all'utente. (b) modello 3D schematico dell'auricolare. L'auricolare è stato sviluppato da plastica di nylon sinterizzato al laser, pesa 0,70 kg, ha un indice di scarsa trasparenza ed è nero a colori per minimizzare la luce penetranza. (a e b) sono riprodotti, con piccole modifiche, da Butler et al. 16 con il permesso della IOP Publishing. (c) la scatola di stimolo di LED per la presentazione del tavolo.
- TDT Hardware: Cuffia portatile TDT
- Condurre l'esperimento in qualsiasi posizione adatta.
- Collegare il microcontrollore auricolare e segui sullo schermo istruzioni visualizzate sul display a cristalli liquidi della casella microcontrollore, ad esempio, selezionare il metodo di presentazione: 'casuale' o 'scala' e modalità: 'primo superiore sinistra', ecc.
- Diretto al partecipante di posizionarsi con i gomiti su un tavolo davanti a loro. Quindi, tenendo il dispositivo nelle loro mani, li spinga a spingere loro faccia il sigillante di gomma che circonda l'oculare, quindi tenuta fuori luce ambientale.
- Istruire il partecipante di concentrarsi sulla fissazione rossa LED in ogni momento e non di guardare direttamente i LED lampeggianti.
- Chiedere al partecipante di rispondere "stessa" o "diversa" seguente presentazione di ciascuna coppia di stimolo, a seconda se essi percepiscono gli stimoli per essere sincrona o asincrona.
- Informare il partecipante quando ogni prova sta per iniziare, da vocalizzi sullo schermo conto alla rovescia da 5-0 s.
2. stimolo presentazione
Nota: Sono stati impiegati due approcci alla presentazione dello stimolo.
- Metodo di scala
- Selezionare la presentazione di 'scala'; gli stimoli vengono presentati ogni 5 s con l'intervallo di Inter-stimolo a partire da 0 e diventando progressivamente più asincrono (aumentando di 5 ms) ogni volta.
- Selezionare una qualsiasi delle modalità quattro presentazione: prima a LED superiore (i) sinistra (ii) sinistra inferiore per primo (iii) in alto prima del LED, o (iv) LED in basso a destra prima.
- Ripetere il passaggio 2.1.2 affinché ogni modalità viene eseguito due volte, risultante in un totale di otto piste.
- Terminare il processo quando un partecipante risponde "diverso" per tre coppie consecutive di stimoli.
- Metodo di presentazione casuale
- Selezionare 'Casuale' presentazione; coppie di stimoli vengono presentate ogni 5 s. L'intervallo di Inter-stimolo varia, in modo randomizzato, da 0 a 100 ms.
- Selezionare una qualsiasi delle modalità quattro presentazione: prima a LED superiore (i) sinistra (ii) sinistra inferiore per primo (iii) in alto prima del LED, o (iv) LED in basso a destra prima.
- Ripetere il passaggio 2.2.2 affinché ogni modalità viene eseguito due volte, risultante in un totale di otto piste.
Nota: Ogni esecuzione è la stessa lunghezza e verrà completata automaticamente.
3. analisi dei dati
- Valore singolo di TDT
- Utilizzando i dati dal metodo di scala, evidenziare la prima delle tre risposte "diverse" finale per ciascuna delle otto piste. Questi sono i valori di soglia per ogni esecuzione.
- Calcolare la soglia di discriminazione temporale (TDT) per ogni partecipante prendendo la mediana delle soglie da ciascuno di loro otto corre; risultante in un singolo valore TDT (in millisecondi) per ogni individuo.
- Calcolare ilPunteggio di Z per ogni partecipante. Definire ilPunteggio di Z come la differenza tra TDT del partecipante e la TDT media da una popolazione di pari età di controllo (
, divisa per la deviazione standard dei valori di TDT per quella popolazione di controllo 
.
- Determinare se l'individuo ha un TDT normale o anormale. UnPunteggio Z ≥ 2.5 è ritenuto per riflettere un'anormale TDT.
- Analisi della distribuzione
- Utilizzando i dati dal metodo di scala, codificare i dati di risposta, tale che "0" corrisponde a "stesso" e "1" corrisponde al "diverso", tabella 1.
- Scaricare un MATLAB.exe gratuito per eseguire l'analisi di distribuzione descritto di seguito da http://www.dystoniaresearch.ie/temporal-discrimination-threshold/. Vedi Butler et al. 16 per una descrizione completa di questo metodo. In alternativa, procedere come descritto di seguito.
- Rilievo i dati affinché che tutte le esecuzioni sono della stessa lunghezza come il tratto più lungo. Per farlo, supponendo che tutte le risposte successive, dopo il termine di una corsa, sono "diverse", 1 (tabella b).
- Risposte medie in studi clinici per ogni partecipante, tabella 1 (c). Questo può essere tracciato come una funzione di asincronia di stimolo.
- Questo ha stato in media in forma o dati rappresentativi con una funzione gaussiana cumulativa. La media di questa distribuzione rappresenta il punto in cui i partecipanti sono ugualmente probabili rispondere "stesso" o "diversi". Questo punto è indicato come il 'punto di uguaglianza soggettiva' (PSE). La deviazione standard della distribuzione gaussiana, noto anche come la 'differenza appena evidente' (JND), indica come sensibili partecipanti sono ai cambiamenti in asincronia temporale intorno loro media.
- Estendere l'analisi trasmettendo i dati a una routine di avvio automatico non parametrica al fine di stimare gli intervalli di confidenza del 95% per la TDT e il PSE e JND della funzione gaussiana psicometrica, cumulativa. Per effettuare questa operazione, è possibile generare nuovi insiemi di dati rappresentativi di campionamento casuale con sostituzione dalle risposte originali, tabella 1 (b), per ogni fase temporale. Calcolare la TDT e forma una nuova funzione psicometrica per ogni set di dati rappresentativo16.
- Calcolare la bontà di fit, o devianza (D), per ogni partecipante utilizzando il rapporto di log-verosimiglianza,16,17
dove K è il numero di intervalli di tempo, n è che il numero di ripetizioni a quel punto nel tempo, generalmente otto ripetizioni (quattro e quattro SX), yho è la proporzione osservata di asincrone risposte, p i è la percentuale di risposte asincrone preveduto dalla curva componibile. Devianza il valore 0 indica una perfetta vestibilità. - Rappresentare graficamente i risultati.
Nota: Dati dall'approccio casuale presentazione possono essere analizzati per determinare la TDT singolo o distribuito come descritto nella precedente sezione 3 per i dati derivanti dal metodo di presentazione di scala. Tuttavia, dovuto l'ordine di presentazione casuale degli intervalli Inter-stimoli, questi dati devono essere ordinati prima (dal più piccolo al più grande intervallo Inter-stimolo), prima d'iniziare l'analisi descritta sopra, tabella 2. Inoltre, non è necessario riempire i dati che seguono la presentazione casuale come, per impostazione predefinita, tutte le esecuzioni sono di uguale lunghezza.
, divisa per la deviazione standard dei valori di TDT per quella popolazione di controllo 
.
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Representative Results
Esempi di pieno punteggio fogli sono forniti nelle tabelle 1 e 2, dove questi rappresentano rispettivamente risultati a seguito della scala e metodi di presentazione dello stimolo casuale. Le soglie per ogni corsa (i tempi del primo di tre paia di stimolo considerato diverse ''), sono evidenziate. Nel caso di tabella 1, la TDT è calcolato come 25 ms (cioè, la mediana di 40, 25, 25, 25, 45, 25, 40, 10 ms). Questi dati sono presi da una donna di 35 anni che hanno partecipato a un precedente studio18. La media e la deviazione standard per i valori TDT dalle donne in questa fascia d'età erano 27,48 ms e ms 10,86, rispettivamente. Pertanto il Z-score per questo individuo può essere calcolato come:
Come questa ZIl Punteggio è inferiore a 2,5, questo individuo ha un normale TDT.
Risposte da parte della stessa presentazione individuale di stimolo casuale seguenti sono mostrate nella tabella 2. Questi dati di ordinazione sono un passo importante prima di continuare con l'analisi.
Analisi della distribuzione
Tappe fondamentali nell'analisi distribuzione sono illustrati nella tabella 1 (dati imbottitura e risposta in media) e Figura 2. I dati di esempio utilizzati in questa analisi sono dal soggetto stesso come quello discusso in precedenza e indicato nelle tabelle 1 e 2. Le trame nella Figura 2 vengono generate dal file scaricabile MATLAB.exe. Il lato sinistro mostra i dati osservati, le funzioni gaussiane cumulative montate ai dati ad avvio automatico (seguenti iterazioni 2000) e la funzione gaussiana cumulativa media. La bontà della misura adatta è illustrata sul lato destro. Sono anche indicate le soglie di discriminazione temporale, i parametri di forma, il punto di uguaglianza soggettiva (PSE) e valori di differenza appena percettibile (JND). Il lato destro Mostra la bontà di fit misura il rapporto di probabilità di log (devianza) per i dati osservati (linea orizzontale rossa) e il Monte-Carlo generato registro probabilità rapporto distribuzione e intervalli di confidenza al 95% (linee orizzontali tratteggiate).
Lo stesso eseguibile MATLAB Esporta i valori TDT, PSE e JND ad avvio automatico cut-off del 2,5%, 25%, 50%, 75% e 97,5% intervalli di confidenza e la bontà di adattamento o devianza e i tagli in un file di excel. La tabella 3 fornisce le uscite generate per i dati nelle tabelle 1 e 2. A titolo di confronto, i valori TDT per scala e metodi di presentazione dello stimolo casuale, ottenuti con il metodo standard (mediana delle 8 soglie), sono 25 ms e ms 50 rispettivamente; considerando che la tabella 3 fornisce la TDT valori seguenti ottenuti l'avvio automatico dei dati. Questi sono 23,75 ms e ms 48,75 rispettivamente.
Figura 2: la colonna a sinistra mostra le distribuzioni gaussiana cumulativo per (a) risultati seguendo il metodo scala di presentazione dello stimolo e (b) il metodo casuale della presentazione dello stimolo. I punti neri mostrano i dati originali (la percentuale delle risposte diverse' 'percepita come una funzione di Inter-stimolo intervallo, o asincronia temporale). Le curve di luce grigia rappresentano le funzioni gaussiane 2000 che sono state montate i dati ad avvio automatico. La curva grigia scura rappresenta la funzione gaussiana cumulativa media. Valori per il punto di soggettiva uguaglianza (PSE) (media) e appena evidente differenza (JND) (deviazione standard) e il valore TDT, calcolate dalla distribuzione completa sono dettagliati nella tabella 3. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Tabella 1: Seguendo il metodo di presentazione di scala, con intervalli di Inter-stimolo (ISI) aumentando di 5 ms ogni volta i dati di esempio. (a) dati indicati per ciascuna delle due condizioni (LED superiore prima x 2 e il LED in basso prima x 2) per i lati destro e sinistro, per un totale di otto corse. di ' rappresenta una risposta di 'stesso', e aveva ', 'diverso'. Gli intervalli di tempo utilizzati per calcolare la TDT sono l'ISI corrispondente alla prima delle tre risposte 'diverse' consecutive. Di conseguenza, la TDT = 25 ms, la mediana di 10, 25, 25, 25, 45, 25, 40 e 40. (b) gli stessi dati come mostrato in (a), ma codificato tale che un '0' rappresenta una risposta di 'stesso', e '1' 'diverso'. Dati imbottitura (per la più lunga pista) sono illustrati. Si tratta di un passaggio di pre-elaborazione prima di applicare l'analisi di distribuzione. (c) media le risposte per ogni ISI. Nota Questi valori vengono utilizzati per generare la distribuzione psicometrica e tracciati in Figura 2.
Tabella 2: Risposte dal partecipante stesso come tabella 1, questa volta gli stimoli vengono presentati con randomizzati intervalli Inter-stimolo (ISI). (a) i dati per due condizioni sul lato destro (parte superiore LED x2 prima e fondo LED primo x2). Per compattezza, i dati dal lato sinistro non sono mostrati qui. Tuttavia, tutte le otto corse sono utilizzate in tutte le analisi. (b) gli stessi dati ordinati incrementando ISI. La soglia per ciascuna delle quattro piste di destra sono indicati con le caselle tratteggiate.
Tabella 3: Sintesi dell'analisi di distribuzione gaussiana e bontà di Fit per i risultati dal metodo di presentazione di scala riportati nella tabella 1e metodo casuale presentazione illustrata nella tabella 2 (tutti i dati per questo partecipante, ad esempio totale di otto piste (4 a sinistra e 4 destra) sono stati utilizzati in precedenza analisi). Punto di uguaglianza soggettiva, PSE; appena notevole differenza, JND; discriminazione temporale, TDT; Bontà di adattamento, GoF.
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Discussion
Analisi e misurazione di TDT
Due forme di apparato (tavolo e cuffie), due metodi di presentazione dello stimolo (scala e casuale) e due approcci all'analisi dei dati (tradizionale e distribuzione) sono stati presentati per illustrare come misurare e quantificare una persona di temporale capacità di discriminazione. L'auricolare portatile offre un'opzione conveniente hardware che garantisce la coerenza in distanza e angoli tra il partecipante e le fonti di luce LED permettendo anche la raccolta dei dati in qualsiasi posizione. Esso, pertanto, affronta alcuni dei limiti connessi con l'approccio del piano del tavolo, vale a dire la necessità di illuminazione controllata e la portabilità limitata – in genere che richiedono i partecipanti partecipare ad un centro di clinica o ricerca. L'auricolare si difende anche la possibilità di variabilità a distanza e l'angolo tra stimoli e partecipante durante o tra le prove, potenzialmente derivanti dall'adeguamento posizionale del partecipante. Molloy et al rispetto il piano del tavolo e l'auricolare si avvicina per la consegna di stimolo e trovato l'auricolare per essere affidabile e preciso5. Tuttavia, due potenziali punti deboli dell'auricolare sono che presenta gli stimoli monocularly, cioè, solo l'occhio di sinistra potete vedere gli stimoli presentati a sinistra e viceversa; e il design attuale non può accogliere l'uso di occhiali. L'acuità visiva può influire sulle prestazioni di TDT, e come tale si deve sempre accertare che i partecipanti abbiano l'acuità visiva normale. Questo è tanto più importante nel caso dell'approccio di auricolare, dove non possono essere ospitati gli occhiali.
il ' approccio scala' è il metodo più comune di presentazione dello stimolo per discriminazione temporale visiva e tattile protocolli6,7,14,15,19. Una limitazione di questa tecnica, che presenta stimoli progressivamente asincroni non randomizzato, è che forse può contribuire a un potenziale effetto di apprendimento. In alternativa, una modalità di presentazione randomizzato è stata sviluppata, permettendo gli stimoli per essere presentato in maniera randomizzata. La possibilità del metodo scala essendo soggetti a un effetto di apprendimento è stata testata in modo specifico di McGovern e colleghi16. Il metodo di scala' 'è stato indicato per essere un approccio efficace con risultati coerenti attraverso esperimenti ripetuti18. Risultati da questo studio precedente, come illustrato in precedenza, ha rivelato che stimoli randomizzato presentazione metodo produce valori TDT costantemente più lunghi rispetto al metodo di scala esistenti (dire TDTRANDOM = ms 55,08; Media TDTscala = 30,57 ms per 30 comandi sani)18. Mentre entrambi i metodi di presentazione sono validi, la differenza di valori risultanti TDT sottolinea l'importanza di mantenere uniformità nella selezione tecnica sperimentale all'interno e attraverso gli studi da un determinato laboratorio. Inoltre, deve prestare attenzione quando confronto assoluto TDT valori attraverso gli studi (da pazienti e controlli) e nel calcolo deipunteggidi Z.
Inoltre sono stati presentati due metodi di analisi dei dati. Il metodo di analisi standard, primo, genera un valore di soglia singola per ognuno degli otto eseguito, dove tale soglia è l'intervallo di Inter-stimolo del primo di tre paia di stimolo identificato come asincrono. La mediana delle otto soglie è considerata come il valore TDT per tale partecipante. Mentre questo ha dimostrato di essere affidabile, è comunque un singolo valore. Al fine di superare il limite potenziale di valutare la capacità di discriminazione temporale di una persona basato su un singolo valore, è stato presentato anche un approccio più sofisticato. In questo caso, un partecipante'dati di s sono dotati di una distribuzione gaussiana cumulativa e la media e la deviazione standard estratte. Inoltre, i dati vengono sottoposti ad un'analisi non parametrica ad avvio automatico per ottenere gli intervalli di confidenza del 95% per ogni partecipante's dati16. Questo metodo di analisi dei dati offre la possibilità di approfondire le differenze nella percezione visiva, specialmente quando si esaminano le differenze all'interno e tra controllo e gruppi di pazienti.
Applicazione di TDT alla comprensione della patofisiologia di distonia cervicale
Mentre è probabile che l'elaborazione corticale è rilevante nella discriminazione temporale20, la prova suggerisce che nella distonia cervicale anormale discriminazione temporale riflette principalmente un disturbo in una rete che coinvolge il collicolo superiore e gangli basali4,21. Un TDT anormale può essere interpretato come una ridotta capacità di rilevare o discriminare i cambiamenti ambientali. Il collicolo superiore, nel midbrain dorsale, svolge un ruolo critico nella rilevazione e reagire a stimoli salienti22. Anche se una struttura complessa, può essere funzionalmente separato in due strati22. I neuroni di visuosensory nello strato superficiale ricevono input diretto dal sistema visivo, mentre i neuroni di premotor e cephalomotor nello strato profondo hanno proiezioni multiple, compreso il controllo dei muscoli degli occhi, collo e testa. Superior collicolari attività è modulata da acido gamma - aminobutirrico (GABA), un neurotrasmettitore inibitorio23. Attività inibitoria GABAergica limita la durata della risposta transitoria burst in entrambi i neuroni visuosensory nello strato superficiale e i neuroni premotoria nello strato profondo del collicolo superiore24. In risposta ad uno stimolo visivo, i neuroni visual nello strato superficiale esibiscono un transitorio '' risposta. Inibizione GABAergica poi silenzi questa risposta, consentendo i neuroni essere pronti a rispondere nuovamente quando rilevano un cambiamento nell'ambiente, come lo stimolo visivo è spento. Se c'è insufficiente GABA, questi neuroni possono diventare disfunzionali attivo24. È supposto che insufficiente inibizione GABAergica si traduce in una durata prolungata di infornamento dei neuroni visual, dando luogo a discriminazione temporale anormale e prolungato TDT valori. Inoltre, la caratteristica di movimenti anormali della distonia cervicale sono ipotizzate anche risultato da insufficiente inibizione GABAergica, questa volta dai neuroni cephalomotor negli strati profondi del collicolo superiore.
Un endofenotipo è un marcatore infraclinico di trasporto genetico che ci può aiutare a capire la malattia pathomechanisms. La TDT è proposto come un potenziale endofenotipo per inizio adulto distonia focale2,4 ed è stato trovato per essere anormali in fino al 97% dei pazienti e circa il 50% dei loro parenti clinicamente inalterati1,3 ,4. Inoltre, TDT anormale è stato indicato a seguire un modello correlati a età e sesso, simile a quello di distonia cervicale14,25. Questi risultati suggeriscono l'eredità dominante autosomal e supportano l'utilizzo della TDT come un endofenotipo per adulto distonie focali e nella distonia cervicale, particolare.
Questo articolo ha fornito una guida su come misurare e analizzare la discriminazione temporale visiva di un partecipante. Inoltre, con l'aiuto di grafica animata nel video, l'applicazione di TDT per lo studio della distonia cervicale è stato delineato sia nel contesto di essere un affidabile endofenotipo e come un potenziale strumento per mettere in luce i pathomechanisms di questo disordine.
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Disclosures
Rebecca B Beck, Eavan M Mc Govern, John Butler, Dorina Birsanu, Brendan Quinlivan, Ines Beiser, Shruti Narasimham non avere nessun fonti di finanziamento, informazioni finanziarie o conflitto di interessi per dichiarare. Michael Hutchinson riceve borse di ricerca da distonia Irlanda, Health Research Board d'Irlanda (CSA-2012-5), Fondazione per la ricerca di distonia (Belgio) e l'Istituto irlandese di neuroscienze cliniche. Sean O'Riordan segnala la ricezione di un altoparlante'onorario di s da Abbvie. Richard Reilly riceve fondi dalla Science Foundation Ireland, Enterprise Ireland e la Health Research Board d'Irlanda.
Acknowledgments
Questa ricerca è stata sostenuta da sovvenzioni da Health Research Board, distonia Irlanda, Science Foundation Ireland e l'Irish Institute per neuroscienza clinica.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| TDT head set | Can be supplied by Trinity Centre for Bioengineering, Trinity College Dublin. Alternatively full instructions are available for free download from http://www.dystoniaresearch.ie/temporal-discrimination-threshold/ | 1 | A custom-built, portable device for the presentation of visual stimuli. |
| TDT table top LED box | Can be supplied by Trinity Centre for Bioengineering, Trinity College Dublin. Alternatively full instructions are available for free download from http://www.dystoniaresearch.ie/temporal-discrimination-threshold/ | 2 | A custom-built, table-top device for the presentation of visual stimuli. |
| Microcontroller | Can be supplied by Trinity Centre for Bioengineering, Trinity College Dublin. Alternatively full instructions are available for free download from http://www.dystoniaresearch.ie/temporal-discrimination-threshold/ | 3 | A custom-built microcontroller for the delivery of visual stimuli in staircase or random order, with precise inter-stimulus intervals. |
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