Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Neuroscience

Измерение и анализ порога временной дискриминации применяется к цервикальной дистонии

doi: 10.3791/56310 Published: January 27, 2018
* These authors contributed equally

Summary

Представлены методы для измерения и анализа порога временной дискриминации, и его применение для исследования патогенеза цервикальной дистонии, обсуждаются.

Abstract

Порог временной дискриминации (TDT) является короткий интервал времени, на котором наблюдателя может дискриминацию двух последовательных раздражителей как асинхронные (обычно 30-50 мс). Было показано, чтобы быть ненормальным (длительное) в неврологических расстройств, включая цервикальной дистонии, фенотип onset взрослого идиопатическая изолированных координационных дистонии. TDT количественная мера способности воспринимать быстрые изменения в окружающей среде и считается примерного поведения визуального нейронов в четверохолмия, ключевой узел в тайных внимания ориентации. Эта статья устанавливает методы измерения TDT (включая две опции и два режима представления раздражители). Мы также изучить два подхода, анализа данных и расчет TDT. Также обсуждается применение оценки временной дискриминации для понимания патогенеза цервикальной дистонии и идиопатический изолированных координационных дистонии onset взрослого.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Временной дискриминации описывает способность человека к дискриминации, или воспринимать, быстрые изменения в их среде. Порог временной дискриминации (TDT) является короткий интервал времени, на котором человек может воспринимать, что два последовательных сенсорные стимулы являются асинхронными. Было показано, что временной дискриминации аномально длительного расстройств, влияющих на базальных ганглиев, включая дистонии1,2,3,4,5,6 , 7.

Гипоталамус является третьей наиболее распространенной движение неврологические расстройства - после Паркинсона's болезней и основных тремор. Он характеризуется постоянной или прерывистой мышечных сокращений, вызывая ненормальное, часто повторяющихся движений или позы8. Дистония может повлиять на любой части тела. Когда она влияет на одну часть тела он известен как координационных дистонии8. Дистония, затрагивающие мышцы шеи известен как цервикальной дистонии и является наиболее распространенным фенотип onset взрослого идиопатическая изолированных координационных дистонии. 9 , 10 патогенеза цервикальной дистонии остается неизвестным; Он считается генетическим расстройством с аутосомно-доминантное наследование и заметно снижение пенетрантностью. Экологические факторы также считаются важными в связи с болезнью пенетрантностью и выражение.

Четверохолмия, сенсомоторной структура, расположенная в спинного мозга, имеет важное значение для быстрого обнаружения экологических раздражителей в процессе скрытой внимания ориентации2,,1112. Визуальные раздражители доступ четверохолмия быстро через ретино тектальный Магноцеллюлярные пути. TDT является простой, объективная мера считается обработки визуальных (и другие сенсорные стимулы) в поверхностных слоях четверохолмия. TDT изучалось в людей с цервикальной дистонии, их независимость родственников и здорового контроля участников. По сравнению с возраста и пола соответствием контроля участников, Аномальные TDT обладает высокой чувствительностью (97%, 36 37 пациентов) и специфичность (98-100%) в цервикальной дистонии1. Аномальные TDT был обнаружен в 50% не влияет ближайших родственников женщин, больных с цервикальной дистонии (14 25, в возрасте 48 лет и старше), демонстрируя пенетрантностью, связанных с возрастом и секс с аутосомно-доминантное наследование13, 14. аномальные ТДТ в силе родственников больных цервикальной дистонии (по сравнению с родственников с нормальной TDTs) связано с увеличением объема putaminal (по voxel-на-основе морфометрия)15 и снижение putaminal активности (по МР-томографию)4 . Четверохолмия считается значительным узел в нейронной сети, которая является неблагополучной в цервикальной дистонии12. Оценку временной дискриминации рассматривается как предоставление важные улики, а Патомеханизмы базовой цервикальной дистонии.

Цель этой статьи – представить два метода для измерения и анализа временной дискриминации, а также демонстрируя применение этого метода для изучения патофизиологии цервикальной дистонии.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Комитет по этике медицинских исследований в больнице университета Сент-Винсент, Дублин дал одобрение набора пациентов с цервикальной дистонии, их братьев и сестер (независимость от дистонии) и здорового контроля, участвовать в протоколе описаны ниже.

1. аппаратные и программные решения

Примечание: Две опции были разработаны для отображения зрительных раздражителей с точных интервалов между стимулом. Оба были разработаны и построил дом в центре Троицы для биоинженерии, Тринити-колледж Дублина и были ранее описанных5,16. Желающих повторить точные аппаратные решения, используемые в настоящем документе может просить же, обратившись в центр Троицы для биоинженерии непосредственно. Кроме того полный набор инструкций, включая 3D печати файлов для гарнитуры, инструкции для сопровождающих Arduino микроконтроллер и др. можно загрузить с http://www.dystoniaresearch.ie/temporal-discrimination-threshold/. Стимулы, представленные в таблице топ подход может быть создан с помощью пользовательских программ в презентации (например, нейроповеденческие систем), установленных на настольном компьютере и запрограммированы для управления светоизлучающие диоды (СИД) через параллельный порт компьютер. Кроме того как описано ниже, столешница светодиоды могут управляться через Arduino микроконтроллер. Представление кода и файлов Arduino также доступны для скачивания по приведенной выше ссылке.

  1. TDT оборудование: Столешница метод
    1. Знак «X», как точка фиксации на черный матовый или лист на столе перед участником.
    2. Попросите участников позиционировать себя, чтобы они сидели непосредственно перед точкой крепления.
    3. Место пар желтый светодиод (LED) (диаметром 5 мм, 90 cd/m2 яркости), заключенная в коробке, на столе перед участником.
    4. Ориент поле что светодиоды вертикально по краю и расположены 7 ° от точки центра субъекта на левой и правой стороны, при необходимости.
    5. Провести этот эксперимент в затемненной комнате. Небольшое количество яркости фона может быть необходимо позволить оператору видеть достаточно, чтобы запустить эксперимент.
    6. Поручить участник сосредоточиться на точку фиксации во все времена и не смотреть прямо на мигание светодиодов.
    7. Подключите микроконтроллер к коробке светодиод и следовать на экране инструкциям, отображаемым на жидкокристаллический дисплей окна микроконтроллер, например, выбрать метод презентации: «случайно» или «лестница» и выберите режим: «левой верхней первых», и т.д. .
    8. Попросите участников ответить «же» или «другой» после представления каждой пары стимул, в зависимости от того, ли они воспринимать раздражители быть синхронным или асинхронным.
    9. Информировать участника, когда каждый суд собирается начать, вокализации на экране отсчет от s 5-0.

Figure 1
Рисунок 1: (a) схема дизайн гарнитуры. Пара Желтые светодиоды (диаметром 5 мм) и красный фиксации LED (диаметр 3 мм), на левой и правой стороне участника через блок монтируется головы и сделаны видимыми путем отражения в зеркалах перед пользователем. (b) схемы 3D модель гарнитуры. Гарнитура была разработана из пластика лазерной спеченных нейлон, весит 0,70 кг, имеет индекс низкой прозрачности и черный цвет для сведения к минимуму света пенетрантностью. (и b) воспроизводятся, с небольшими изменениями, Батлер и др. 16 с разрешения публикации ВГД. (c) LED стимул поле для столешницы презентации.

  1. TDT оборудования: Гарнитура портативный TDT
    1. Провести эксперимент в любом подходящем месте.
    2. Подключить микроконтроллер для гарнитуры и следовать на экране инструкциям, отображаемым на жидкокристаллический дисплей окна микроконтроллер, например, выбрать метод презентации: «случайно» или «лестница» и режим: «левой верхней первых», и т.д.
    3. Прямым участником позиционировать себя с их локти на стол перед ними. Затем держа устройство в их руках, направьте их осторожно вдавите резиновый уплотнитель, окружающих окуляра, тем самым их лицо уплотнения из окружающего света.
    4. Проинструктируйте участников сосредоточить внимание на красной записи светодиод во все времена и не смотреть прямо на мигание светодиодов.
    5. Попросите участников ответить «же» или «другой» после представления каждой пары стимул, в зависимости от того, ли они воспринимать раздражители быть синхронным или асинхронным.
    6. Информировать участника, когда каждый суд собирается начать, вокализации на экране отсчет от s 5-0.

2. стимул-презентация

Примечание: Два подхода к стимул презентации были заняты.

  1. Лестница метод
    1. Выберите презентацию «лестницу»; стимулы представляются каждые 5 s с интервалом между стимулом, начиная с 0 и становится прогрессивно более асинхронные (увеличение на 5 мс) каждый раз.
    2. Выберите любую из четырех презентация условий: (i) левый верхний индикатор первый (ii) слева снизу светодиодный первый (iii) справа вверху сначала, или (iv) правой нижней привело сначала.
    3. Повторите шаг 2.1.2, так что каждый механизм запускается дважды, что приводит к в общей сложности восемь запусков.
    4. Прекратить судебный процесс, когда участник отвечает «различных» за три последовательных пар раздражителей.
  2. Случайные презентации метод
    1. Выберите «Random» презентации; пар стимулы представляются каждые 5 s. Интервал между стимулом варьируется, в рандомизированных моды, от 0-100 мс.
    2. Выберите любую из четырех презентация условий: (i) левый верхний индикатор первый (ii) слева снизу светодиодный первый (iii) справа вверху сначала, или (iv) правой нижней привело сначала.
    3. Повторите шаг 2.2.2, так что каждый механизм запускается дважды, что приводит к в общей сложности восемь запусков.
      Примечание: Каждый запуск одинаковую длину и будет автоматически завершена.

3. анализ данных

  1. Значение Single TDT
    1. Использование данных из метода лестница, выделите первый окончательный три «различных» ответов для каждого из восьми бежит. Это пороговые значения для каждого запуска.
    2. Рассчитать порог временной дискриминации (TDT) для каждого участника, принимая средний порогов от каждого из их восемь запусков; в результате в одном значении TDT (в миллисекундах) на единицу.
    3. Вычислить ZОценка для каждого участника. Определить ZОценка как разница между участника TDT и средняя TDT от управления соответствием возраст населения (Equaiton 1, делится на стандартное отклонение TDT значения для этого элемента управления населения Equaiton 2 .
      Equaiton 3
    4. Определите, если человек имеет нормальное или аварийное TDT. Z-счет ≥ 2.5 считается отражают аномальные TDT.
  2. Анализ распределения
    1. С использованием данных из метода лестница, кодировать данные ответа, что '0' соответствует «же» и «1» соответствует «различных», Таблица 1.
    2. Скачайте бесплатно MATLAB.exe для выполнения анализа распределения, описанные ниже от http://www.dystoniaresearch.ie/temporal-discrimination-threshold/. Увидеть Батлер и др. 16 полное описание этого метода. Кроме того действуйте, как описано ниже.
    3. Панели данных, чтобы убедиться, что все проходит ту же длину длинная трасса. Это делается путем предполагая все последующие ответы, после прекращения выполнения «различных», Таблица 1 b.
    4. Средняя ответы через испытания для каждого участника, Таблица 1(с). Это можно изобразить как функция стимул асинхронности.
    5. Установите этот усредненный или представительных данных с кумулятивная функция Гаусса. Среднее значение этого распределения представляет собой точку, в которой участники являются равновероятными реагировать «же» или «другой». Эта точка называется «точки субъективных равенства» (PSE). Стандартное отклонение распределения Гаусса, также упоминается как «просто заметная разница» (СНН), показывает, насколько чувствительным участников являются изменения в временной асинхронности относительно их среднего.
    6. Расширение анализа путем представления данных в непараметрической процедуры начальной загрузки для того чтобы оценить 95% доверительных интервалов TDT PSE и СНН психометрии, совокупные функции Гаусса. Для этого, создайте новый представитель наборы данных методом случайной выборки с заменой из оригинального ответов, Таблица 1 b, для каждого шага времени. Рассчитать TDT и соответствовать новой психометрических функции для каждого представителя набор данных16.
    7. Вычислить добра подходят, или отклонений (D), для каждого участника с помощью журнала вероятность соотношение,16,17
      Equaiton 4
      где K -число точек времени, n,я — это количество повторений в этот момент времени, обычно восемь повторений (четыре справа и слева четыре), y,я наблюдаемых доля асинхронных ответных мер, p я это доля асинхронных ответов, предсказанные с помощью гладкой кривой. Девиантность значение 0 означает идеально подходят.
    8. Печать результатов.
      Примечание: Данные из случайных презентации подхода могут быть проанализированы для определения единого или распределенных TDT, как описано в разделе 3 выше данных, вытекающих из метода представления лестнице. Однако, из-за случайных презентации порядок интервалов между раздражители, эти данные сначала должны заказываться (от наименьшего к наибольшему интервал между стимул), перед началом анализа описанных выше, в таблице 2. Кроме того нет необходимости для панели данные после случайного презентации, по умолчанию, все работает, одинаковой длины.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Примеры заполнения Оценка листы представлены в таблицах 1 и 2, где они соответственно представляют результаты после лестница и методы представления случайных стимул. Пороговые значения для каждого запуска (время первый из трех пар стимул, как представляется, разные ''), будут выделены. Таблица 1TDT рассчитывается как 25 мс (то есть, медиана 40, 25, 25, 25, 45, 25, 40, 10 мс). Эти данные взяты из 35-летняя женщина, которые участвовали в предыдущем исследовании18. Среднее и стандартное отклонение для значений TDT от женщин в этой возрастной группе были 27.48 МС и 10.86 МС, соответственно. Таким образом Z-скор для этого лица может быть рассчитана как:
Equaiton 5

Как этот ZОценка ниже 2,5, этот человек имеет нормальное TDT.

Ответы от той же индивидуальных следующие случайные стимул презентации приведены в таблице 2. Упорядочение этих данных представляет собой важный шаг до продолжения анализа.

Анализ распределения

Ключевые этапы анализа распределения приведены в таблице 1 (заполнение данных и ответ усреднения) и Рисунок 2. Образцы данных, используемые в настоящем анализе это из той же теме, как обсуждалось выше, показано в таблицах 1 и 2. Участки в рисунке 2 создаются из загружаемого файла MATLAB.exe. Левой стороне показывает наблюдаемых данных, совокупные Гаусса функции для начальной загрузки данных (следующих итераций 2000) и средний совокупный Гауссова функция. Добра подходят мера иллюстрируется на правой стороне. Также изображены временной дискриминации порогов, подходят параметров точки субъективных равенства (PSE) и просто заметная разница (СНН) значений. В правой части показывает добра подходят меры Коэффициент вероятности журнала (отклонения) для наблюдаемых данных (красная горизонтальная линия) и Монте-Карло создается журнал вероятность коэффициент распределения и 95% доверительные интервалы (пунктирные горизонтальные линии).

Же исполняемый файл MATLAB экспортирует TDT, PSE и СНН ценности и начальной обрезков 2,5%, 25%, 50%, 75% и 97,5% доверительных интервалов, а также добра fit или отклонения и предохранители в файл excel. В таблице 3 приводятся результаты для данных в таблицах 1 и 2. Для сравнения TDT значения лестница и случайных стимул методы представления, полученные методом стандартного (медиана 8 порогов), являются 25 мс и 50 мс соответственно; в то время как в таблице 3 приводится TDT значения, полученные следующие загрузку данных. Это 23.75 МС и 48.75 мс соответственно.

Figure 2
Рисунок 2: левой колонке показывает совокупное Гаусса распределений для a результаты после лестницы метод представления стимул и (б) метод случайного стимулом представления. Черные точки показывают исходные данные (доля ответов различных' воспринимается 'как функция интервал между стимулом, или временной асинхронности). Светло серый кривые представляют 2000 Гаусса функций, которые были установлены для начальной загрузки данных. Темно серый кривая представляет средний совокупный Гауссова функция. Значения для точки субъективных равенства (PSE) (средняя) и просто заметное различие (СНН) (стандартное отклонение) и значение TDT, исходя из полного распределения подробно изложены в таблице 3. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Table 1
Таблица 1: Образец данных, метода представления лестница, с интервалами между стимулом (МСИ) увеличивая 5 мс каждый раз. a данные для каждого из двух условий (верхний светодиодные сначала x 2 и нижней привело сначала x 2) для право - и левостороннего сторон, давая в общей сложности восемь запусков. 's' представляет собой ответ «же», и было», «другой». Интервалы времени, используется для расчета TDT, МСИ, соответствующая первому трех последовательных реакций «другой». Таким образом, TDT = 25 мс, медиана 40, 25, 25, 25, 45, 25, 40 и 10. (b) те же данные, как показано в (), но кодировке что '0' представляет собой ответ «же», и '1' представляет «другой». Иллюстрируется данных, заполнение (на длинная трасса). Это предварительной обработки шаг до применения анализа распределения. (c) средняя ответов для каждого МСИ. Обратите внимание, эти значения используются для создания психометрических распределения и строятся на рисунке 2.

Table 1
Таблица 2: Ответы от же участник как Таблица 1, на этот раз стимулы представляются с рандомизированных интервалов между стимулом (МСИ). a данные для двух условий на правой стороне (Топ привело первого x2 и нижней привело первого x2). Для компактности данные из левой стороны здесь не показаны. Однако все восемь запусков используются при анализе всех. (b) те же данные отсортированы, увеличивая МСИ. Пороговое значение для каждого из четырех правой стороне трассы обозначаются пунктирной коробки.

Table 1
Таблица 3: Резюме анализа распределения Гаусса и добра подходят для получения результатов от лестницы презентации метод, показанный в таблице 1и случайных презентации метод, показанный в таблице 2 (все данные для этого участника, например всего восьми работает (4 слева и справа 4) были использованы в выше анализ). Точка субъективных равенства, PSE; всего заметная разница, СНН; временной дискриминации, TDT; Доброта Fit, Гоф.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

TDT измерение и анализ

Две формы аппарат (столешница гарнитура), два методов и стимул презентации (лестница и случайных) и два подхода к анализу данных (традиционные и распределение) были представлены для иллюстрации как оценить и количественно человек височной способность дискриминации. Портативная гарнитура обеспечивает удобный оборудования вариант, который обеспечивает согласованность в расстояния и углы между участником и светодиодные источники света, позволяя при этом данные должны быть собраны в любом удобном месте. Она, таким образом, рассматриваются некоторые из ограничений, связанных с подходом, столешницы, а именно потребность в контролируемых условиях окружающего освещения и ограниченные переносимости , обычно требующих участников присутствовать в клинике или исследовательский центр. Гарнитура также защищает от возможности изменчивости в расстояние и угол между стимулами и участник во время или между испытаниями, потенциально вытекающих из позиционных корректировок участником. Моллой et al. сравнению столешница и гарнитура подходит для доставки стимула и нашли гарнитура будет надежной и точной5. Однако две потенциальные недостатки гарнитуры, что она представляет раздражители monocularly, то есть, только левый глаз может видеть раздражители, представленные на левой стороне и наоборот; и текущий дизайн не вместить носить очки. Острота зрения может повлиять на производительность TDT, и таким образом один всегда должен удостовериться, что участники имеют нормальной остроты зрения. Это тем более важно в случае гарнитура подход, где очки не могут быть размещены.

«Лестница' подход является наиболее распространенным методом представления стимул для визуального и тактильного временной дискриминации протоколы6,7,14,15,19. Ограничением этой методики, которая представляет нерандомизированных постепенно асинхронных раздражители, является, что она может способствовать возможно потенциал обучения эффект. В качестве альтернативы был разработан механизм рандомизированных презентации, позволяя стимул должен быть представлен в виде рандомизированных. Возможности метода лестница, подлежащие эффект обучения был специально проверен Макговерн и коллеги16. Метод лестница' 'было показано надежный подход с последовательные результаты через18неоднократные эксперименты. Результаты от этого ранее исследования, как показано выше, показали, что рандомизированных раздражители презентации метод дает последовательно больше значения TDT, по сравнению с существующим методом лестница (означает TDTслучайные = 55.08 ms; означает TDTлестница = 30.57 мс для 30 здоровых элементов)18. Хотя оба методы представления являются действительными, разница в результирующие значения TDT подчеркивает важность поддержания единообразия в экспериментальный метод отбора в рамках исследования данной лаборатории и. Кроме того, следует позаботиться при сравнении абсолютных TDT значения различных исследований (от пациентов и контроля) и в расчет Zбаллы.

Также были представлены два метода анализа данных. Метод первый, стандартного анализа, результаты в одно пороговое значение для каждого из восьми проходит, где этот порог является интервал между стимулом первого из трех пар стимул, определены как асинхронные. Медиана восьми порогов берется как TDT значение для этого участника. Хотя это оказалось надежным, это тем не менее одно значение. Для того, чтобы преодолеть потенциальные ограничения оценки способности человека временной дискриминации на основании одного значения, также был представлен более сложный подход. В этом случае, участник'данных s оснащен распределением Гаусса и среднее и стандартное отклонение извлечены. Кроме того, данные представляются непараметрический анализ начальной получить 95% доверительные интервалы для каждого участника's данных16. Этот метод анализа данных дает возможность получить более глубокое понимание различий в визуальное восприятие, особенно при изучении различий внутри и между элементом управления и групп пациентов.

Применение TDT пониманию патофизиологии цервикальной дистонии

Хотя вполне вероятно, что корковых обработки соответствующей временной дискриминации20, данные свидетельствуют о том, что в цервикальной дистонии аномальные временной дискриминации отражает главным образом расстройства в сети с участием четверохолмия и базальных ганглиев4,21. Аномальные TDT может интерпретироваться как нарушение способность обнаруживать или дискриминацию изменения окружающей среды. Четверохолмия, спинного мозга, играет решающую роль в деле выявления и реагирования на основные стимулы22. Хотя сложные структуры, могут быть функционально разделены на два слоя22. Visuosensory нейронов в поверхностный слой получают прямой ввод от зрительной системы, тогда как premotor и cephalomotor нейронов в глубокий слой несколько прогнозов, включая контроль над мышцы глаз, шеи и головы. Гамма - аминомасляная кислота (ГАМК), тормозных нейромедиаторов23модулируется Улучшенный collicular активность. Ингибиторная активность ГАМК ограничивает продолжительность переходных всплеск ответ в visuosensory нейронов в поверхностном слое и премоторной нейронов в глубокий слой четверохолмия24. В ответ на визуальный раздражитель визуальные нейронов в поверхностный слой экспонат транзиторной '' ответа. Ингибирования ГАМК затем отключает этот ответ, позволяя нейронов быть готов ответить снова, когда они обнаруживаются изменения в окружающей среде, как визуальный стимул выключен. Если есть недостаточно ГАМК, эти нейроны могут стать dysfunctionally активные24. Он предположил, что недостаточно ингибирования ГАМК приводит к длительной продолжительности обжига визуального нейронов, порождая аномальные временной дискриминации и длительное TDT значения. Кроме того аномальные движения характеристика цервикальной дистонии предположили также результат от недостаточно ингибирования ГАМК, этот раз cephalomotor нейронов в глубоких слоях четверохолмия.

Эндофенотип является маркером субклинического генетических перевозки, которая может помочь нам понять болезнь Патомеханизмы. TDT предлагается в качестве потенциального Эндофенотип onset взрослого координационных дистонии2,4 и было установлено быть ненормальным до 97% пациентов и примерно 50% их клинически не влияет родственники1,3 ,4. Кроме того было показано аномальные TDT следовать шаблон связанных с возраста и пола аналогична цервикальной дистонии14,25. Эти выводы свидетельствуют о аутосомно-доминантное наследование и поддерживать использование TDT как Эндофенотип координационных дистонии onset взрослого и в частности, цервикальной дистонии.

Эта статья предоставляет руководство о том, как измерять и анализировать участника визуального временной дискриминации. Кроме того с помощью анимированной графики на видео, приложение TDT к изучению цервикальной дистонии были изложены как в контексте его надежной Эндофенотип и как потенциальный инструмент пролить свет на Патомеханизмы этого расстройства.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Ребекка Б Бек, Eavan M Mc прави, Джон Батлер, Дорина Birsanu, Брендан Куинлайвэн, Инес Бейзер, Shruti Narasimham имеют без источников финансирования, раскрытия финансовой информации или конфликта интересов объявить. Майкл Хатчинсон получает гранты от дистонии Ирландии, медицинских исследований Совета Ирландии (CSA-2012-5), Фонд исследований дистонии (Бельгия) и ирландского института клинической неврологии. Sean O'Риордан сообщает получения спикер's гонорар от Abbvie. Ричард Райли получает финансирование от фонда науки Ирландии, Enterprise Ireland и медицинских исследований Совет Ирландии.

Acknowledgments

Это исследование было поддержке грантов от исследований Совет здравоохранения, дистония Ирландии, Ирландии фонд науки и ирландского института клинической неврологии.

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.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bradley, D., et al. Temporal discrimination thresholds in adult-onset primary torsion dystonia: an analysis by task type and by dystonia phenotype. J Neurol. 259, (1), 77-82 (2012).
  2. Hutchinson, M., et al. The endophenotype and the phenotype: temporal discrimination and adult-onset dystonia. Mov Disord. 28, (13), 1766-1774 (2013).
  3. Kimmich, O., et al. Sporadic adult onset primary torsion dystonia is a genetic disorder by the temporal discrimination test. Brain. 134, (Pt 9), 2656-2663 (2011).
  4. Kimmich, O., et al. Temporal discrimination, a cervical dystonia endophenotype: penetrance and functional correlates. Mov Disord. 29, (6), 804-811 (2014).
  5. Molloy, A., et al. A headset method for measuring the visual temporal discrimination threshold in cervical dystonia. Tremor Other Hyperkinet Mov (N Y). 4, 249 (2014).
  6. Termsarasab, P., et al. Neural correlates of abnormal sensory discrimination in laryngeal dystonia. Neuroimage Clin. 10, 18-26 (2016).
  7. Fiorio, M., et al. Defective temporal processing of sensory stimuli in DYT1 mutation carriers: a new endophenotype of dystonia? Brain. 130, (1), 134-142 (2007).
  8. Albanese, A., et al. Phenomenology and classification of dystonia: a consensus update. Mov Disord. 28, (7), 863-873 (2013).
  9. Nutt, J. G., Muenter, M. D., Aronson, A., Kurland, L. T., Melton, L. J. 3rd Epidemiology of focal and generalized dystonia in Rochester, Minnesota. Mov Disord. 3, (3), 188-194 (1988).
  10. Williams, L., et al. Epidemiological, clinical and genetic aspects of adult onset isolated focal dystonia in Ireland. Eur J Neurol. (2016).
  11. Bell, A. H., Munoz, D. P. Activity in the superior colliculus reflects dynamic interactions between voluntary and involuntary influences on orienting behaviour. Eur J Neurosci. 28, (8), 1654-1660 (2008).
  12. Hutchinson, M., et al. Cervical dystonia: a disorder of the midbrain network for covert attentional orienting. Front Neurol. 5, 54 (2014).
  13. Williams, L. J., et al. Young Women do it Better: Sexual Dimorphism in Temporal Discrimination. Front Neurol. 6, 258 (2015).
  14. Butler, J. S., et al. Age-Related Sexual Dimorphism in Temporal Discrimination and in Adult-Onset Dystonia Suggests GABAergic Mechanisms. Front Neurol. 6, 258 (2015).
  15. Bradley, D., et al. Temporal discrimination threshold: VBM evidence for an endophenotype in adult onset primary torsion dystonia. Brain. 132, (Pt 9), 2327-2335 (2009).
  16. Butler, J. S., et al. Non-parametric bootstrapping method for measuring the temporal discrimination threshold for movement disorders. J Neural Eng. 12, (4), 046026 (2015).
  17. Wichmann, F. A., Hill, N. J. The psychometric function: I. Fitting, sampling, and goodness of fit. Percept Psychophys. 63, (8), 1293-1313 (2001).
  18. McGovern, E. M., et al. A comparison of stimulus presentation methods in temporal discrimination testing. Physiol Meas. 38, (2), N57-N64 (2017).
  19. Scontrini, A., et al. Somatosensory temporal discrimination in patients with primary focal dystonia. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 80, (12), 1315-1319 (2009).
  20. Nardella, A., et al. Inferior parietal lobule encodes visual temporal resolution processes contributing to the critical flicker frequency threshold in humans. PLoS One. 9, (6), e98948 (2014).
  21. Pastor, M. A., Macaluso, E., Day, B. L., Frackowiak, R. S. Putaminal activity is related to perceptual certainty. Neuroimage. 41, (1), 123-129 (2008).
  22. Isa, T., Hall, W. C. Exploring the superior colliculus in vitro. J Neurophysiol. 102, (5), 2581-2593 (2009).
  23. Isa, T., Endo, T., Saito, Y. The visuo-motor pathway in the local circuit of the rat superior colliculus. J Neurosci. 18, (20), 8496-8504 (1998).
  24. Kaneda, K., Isa, T. GABAergic mechanisms for shaping transient visual responses in the mouse superior colliculus. Neuroscience. 235, 129-140 (2013).
  25. Ramos, V. F., Esquenazi, A., Villegas, M. A., Wu, T., Hallett, M. Temporal discrimination threshold with healthy aging. Neurobiol Aging. 43, 174-179 (2016).
Измерение и анализ порога временной дискриминации применяется к цервикальной дистонии
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Beck, R. B., McGovern, E. M., Butler, J. S., Birsanu, D., Quinlivan, B., Beiser, I., Narasimham, S., O'Riordan, S., Hutchinson, M., Reilly, R. B. Measurement & Analysis of the Temporal Discrimination Threshold Applied to Cervical Dystonia. J. Vis. Exp. (131), e56310, doi:10.3791/56310 (2018).More

Beck, R. B., McGovern, E. M., Butler, J. S., Birsanu, D., Quinlivan, B., Beiser, I., Narasimham, S., O'Riordan, S., Hutchinson, M., Reilly, R. B. Measurement & Analysis of the Temporal Discrimination Threshold Applied to Cervical Dystonia. J. Vis. Exp. (131), e56310, doi:10.3791/56310 (2018).

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