Summary
Мы описываем протокол для оценки деятельности лицевые мышцы в ответ на опытных и наблюдаемых тактильной стимуляции с помощью лица электромиографии.
Abstract
«Эмоциональный» сенсорный считается обрабатываться образом отличается от дискриминационных касания и привлекать активации C-тактильная (CT) афферентных волокон. Touch, который оптимально активирует CT волокна последовательно оценивается как hedonically приятным. Группы пациентов с нарушениями функционирования социально эмоционального также показывают рейтинги расстройствами аффективного касания. Однако опираясь на сообщенные рейтинги прикосновения имеет множество ограничений, включая отозвание предвзятости и коммуникационных барьеров. Здесь мы описываем методологический подход к изучению аффективных реакций на ощупь через лицевой электромиографии (ЭМГ), который обходит зависимость самоотчета рейтинги. Лице ГРП является объективным, количественные показатели и неинвазивный метод для измерения активности мышц лица, свидетельствует о аффективных реакций. Ответы можно оценить через здорового и больного населения без необходимости в речевой коммуникации. Здесь мы предоставляем два отдельных наборов данных, демонстрируя эту CT-оптимальное и неоптимальные touch вызывают различные лицевые мышцы реакции. Кроме того лица ГРП ответов согласуются через стимул механизмы, например тактильные (опытные прикосновение) и визуальные (наблюдаемых касание). Наконец временное разрешение лица ГРП можно обнаружить ответы на временных масштабах, которые заменяют что устных докладов. Вместе наши данные свидетельствуют о лице ГРП является подходящей методологии для использования в аффективных тактильные исследований, который может использоваться для дополнения, или в некоторых случаях, заменять, существующих мер.
Introduction
C-тактильная афферентов (CT) предлагается передать аффективного компонента touch, который можно отличить от дискриминационных аспектов сенсорного обрабатываются через значения волокна1,2. CT-опосредованной аффективных сенсорный считается играть неотъемлемую роль в социальной афиллиативной поведения3, приводит к гипотезе «кожа как социального органа»4. Физические5,6, развития7и психиатрических8,9 факторов могут влиять CT-опосредованной сенсорного обработки. Таким образом установления объективной мерой для количественного определения аффективных реакций CT-соответствующих ощупь имеет решающее значение для проведения сравнений различных групп населения.
В последние годы был накоплен много проницательность относительно характеристик афферентов CT. Эти unmyelinated афферентов продемонстрировать Перевернутый U-образный огонь частоты, при скорости 1-10 см/s («CT-оптимальный») выявление наибольшую частоту и оба больше («быстро-неоптимальный») или меньшей («медленно неоптимальные») скорости вызывая сокращение Стрельба10. CT, выпустив частоты коррелирует с сообщенные рейтинги прикосновение «приятности», производить аналогичные Перевернутый U-образной кривой в приятности рейтинги10. Кроме того CT-афферентов также реагировать наиболее энергично раздражители недалеко от кожи температуры11. Эти волокна также показать собственный проводимости скорости. Unmyelinated CT афферентов медленнее2 и таким образом залп афферентных ввода к коре показывает временной лаг по сравнению с скорость быстрее, Миелинизированные значения волокна1,12. Аффективные и дискриминационных touch можно выделить также на нейронных уровне. Хотя оба типа touch активировать, перекрывающиеся области соматосенсорные, аффективные touch является более вероятно активировать задняя островковой, в то время как дискриминационный касания активирует сенсомоторной области13,14,15 , 16. Эта модель активации согласуется ли touch непосредственно опытным или просто отметил17, предполагая, что это не просто «снизу вверх» процесс обусловлен физическую активацию CT афферентов аффективных touch, но также включает в себя» сверху вниз» интеграция мультимодальных сенсорной обработки.
В котором CT обработка является недостаточным или иным образом нетипичных ситуаций также предоставил проницательность в функциональную значимость этих афферентов. В уникальной группе пациентов с наследственные мутации гена β фактора роста нервов затрагивающих является снижение плотности тонких и unmyelinated нервных волокон, включая КТ афферентов. По сравнению с здорового управления, эти пациенты доклад touch в CT-оптимальной скорости как менее приятным5. Конверс сценарий также верно; пациенты, имеющие Миелинизированные значения волокна способны сохранить слабый ощущение приятного прикосновения, перевозимых по-прежнему нетронутыми афферентов CT6. Аномальные аффективных сенсорного обработки не просто ограничивается случаи физического изменения в CT-афферентов. Через пациента и здорового населения выше на спектр аутистических черт те сообщили снижение приятности рейтинги касания8. Психически больных лиц также демонстрируют снижение гедонической рейтинги аффективных прикосновения, с историей детства жестокое обращение как один из наиболее последовательных предикторы dysregulated аффективного сенсорный осведомленности8. Регуляции в системе на базе CT аффективных сенсорный в анорексия был также сообщил9. Таким образом физические и психологические факторы могут оказывать влияние аффективных сенсорного обработки, и таким образом, необходимо разработать методологии, которые могут быть применены ко всем лицам в справедливым и сопоставимым образом.
Понимание нормативно типичные и аффективные обработки dysregulated имеют возможность представить картину более тонкий многих групп пациентов. Однако один потенциальным ограничением исследований аффективных сенсорный является необходимость сообщенные рейтинги. Время от времени самоотчетов может быть ненадежным18 и вспомнить смещения19. Запросы самоотчета психологически можно удалить участника из текущей настройки, ограничивая экологическая обоснованность ответов и временно удаляя их из опыта20. Кроме того самоотчетов опирается на твердое понимание языка и семантики, делая межкультурных и развивающих различных сравнений (например младенцев и малышей в возрасте человек) сложной. Например лица с диагнозом аутизм спектра часто показывают различные поведенческие реакции на ощупь21, но также может иметь трудности в общении устно22. Таким образом нахождение неинвазивные методы для измерения ответы на ощупь, которые обойти зависимость самоотчета может переводить, по крайней мере, для лучшего понимания механизмов аффективных прикосновения и в большинстве, Роман проницательности в регуляции социальной обработки в популяциях пациентов.
Лица электромиографии (ЭМГ) является подходящим кандидатом объективно оценить аффективных реакций на ощупь. Он был использован для измерения Валанс специфические реакции визуальных23, аудиовизуальных24, обонятельных25и вкусовые26 раздражителей. Лице ГРП является безопасный и неинвазивный метод, состоящий из поверхности электродов, которые придерживаются лица27. Эти поверхности электродов записи лица мышечной деятельности постоянно в режиме реального времени с чувствительностью масштабе времени в десятки миллисекунд. Особый интерес представляет гофроагрегат supercilii («гофроагрегат»), который активируется при Муганского брови и расслабляет во время улыбки. В результате гофроагрегат активность имеет линейную связь с аффективными Валанса, с повышенной реакции на негативные стимулы и снижение активности в ответ на позитивные стимулы28. Кроме того, скуловой («скуловой») — это мышцы, активирован как углы рта, вырывать в улыбке. Скуловой отображает шаблон «J-образный» активацию с позитивные стимулы, выявление наиболее ответ и наиболее негативные стимулы, вызывая больше ответов, чем нейтральные стимулы28. Лице ГРП записи этих мышц может наблюдаться даже когда стимулы представлены за пределами осознания, или когда люди явно пытаются подавить их реакции29,30. Важно отметить, что лица ГРП может использоваться отдельно или в сочетании с самоотчета рейтинги или другие физиологические записи. Таким образом это идеальный методологию для оценки аффективных реакций тактильной стимуляции31,32.
В целом лица ГРП может сочетаться с самоотчета рейтинги, чтобы определить, как КТ оптимальный тактильной стимуляции влияет лица мышечной активности как потенциальный показатель аффективные реакции. Один можно воспользоваться частоты зависит от скорости стрельбы CTs применять касания на CT-оптимальное и не оптимальной скорости, и прикосновение может применяться как руки CT-богатые и предположительно CT-не хватает ладони. Сравнение производится через механизмы ли аффективные реакции на ощупь требуют прямой стимуляции или может быть вызвал через простое наблюдение, наводящий общей обработки через сенсорные условий. Наконец при установлении лица ГРП как подходящей методологии для изучения аффективных реакций аффективных ощупь, исследователи могут затем исследовать как аффективных сенсорного обработки может зависеть от различных мероприятий (например, лекарствами; воздействие стресса ), как она меняется на протяжении всего развития7, как это зависит от отношения interactants33, и является ли это dysregulated в клинической населения8.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Этот протокол основан на Майо et al.31 (Experiment 1) и РЗЭ et al.32 (Experiment 2). Этические утверждения был предоставлен региональный этические Наблюдательный Совет, Линчепинг, Швеция (Experiment 1) и местные этического Комитета на кафедре психологии, Университет Осло, Норвегия (Experiment 2).
1. участник отбора и подготовки
- Набираем участников, которые не хватает тактильной или нескорректированной нарушения зрения и свободны от каких-либо неврологических и психиатрических расстройств, если конкретной популяции пациентов набирается.
- Убедитесь, что участники способны полностью понять инструкции по задаче (например, свободно говорит на языке, что задачи находятся в ведении).
- Если включая более чем одной задачи (например, опытные, наблюдаемые), убедитесь, что порядок задач уравновешивается участников, стратификации для пола, возраста или других отличительных факторов.
2. стимулы и строительных задач
Примечание: В таблице 1 приведена экспериментальный дизайн.
-
Задачи опытные touch (экспериментов 1 и 2)
- Создание судебных разбирательств таким образом, чтобы они состоят из базового периода, коснуться, администрации и самоотчета рейтинги, все разделенных jittered ИТИС.
- Базовые периоды состоят из пустой экран, фиксации крест или других нейтральных сцены до тактильной стимуляции.
- Следует тактильной стимуляции на короткий (например, 1-2 сек) получаются ITI, затем самоотчета рейтинги.
- Jittered между пробной интервал (ITI; например 6-7 s) следует самоотчета рейтинги разрешить активность мышц вернуться в базовых уровней, до начала следующего судебного разбирательства.
- Используйте либо аудио (эксперимент 131) или визуальные подсказки (Experiment 232) для обеспечения что прикасаться поставляется при соответствующей скорости.
- Чтобы использовать звуковые сигналы, сигналы доставлены наушниками носили экспериментатору отслеживать темп стимуляции с помощью метронома. Различие скоростей с помощью тонн различных смол (или другие отличительные аудио cue, например, Кий, сказав «10 см/сек»), предшествуют стимуляции сигналов.
- Чтобы использовать визуальные подсказки, отображения подсказок на планшете только с учетом экспериментатора. Используйте движущихся бар для отслеживания скорости сенсорного управления.
- До начала исследования, практику для обеспечения что прикасаться поставляется на соответствующей скорости и постоянное давление. Для этого применяются мазки шкалы аналогичным образом как участник. Шкала индикации используется для определения, если изменения давления во всем touch администрации. Например давление 0,4 N будет читать как 40 g на шкале.
- Создание судебных разбирательств таким образом, чтобы они состоят из базового периода, коснуться, администрации и самоотчета рейтинги, все разделенных jittered ИТИС.
-
Задачи наблюдаемых touch (Experiment 1)
- Убедитесь, что видео сенсорного управления имеют одинаковую длину, независимо от скорости.
- Включать оба CT-оптимальное (1-10 cm/s) и неоптимальные (менее 1 см/с или более чем на 10 см/сек) скорости.
- Начало испытаний с фиксации крест или других нейтральных условий, следуют видео.
Примечание: Видео содержат сенсорный доставлены CT-богатые волосатые кожи (arm), КТ хватает glabrous кожи (пальмы) и -социальные состояния, в котором сенсорный доставляется поддельные деревянные рукоятки (рис. 2; см. дополнительное видео).- После 1-2 s ити получения самоотчетов рейтинги.
- Разрешить другим ITI 6-7 после рейтинги предшествовать следующий суд разрешить активность ГРП вернуться к базовой.
- Убедитесь, что видео сенсорного управления имеют одинаковую длину, независимо от скорости.
3. лица электромиографии
-
Сбора данных и их фильтрация руководящие принципы (на основе предыдущих протоколов27,34)
- Используйте программное обеспечение для применения фильтрации шаги, либо в режиме реального времени или в автономном режиме. Типичные фильтрации шаги включают гребень группы остановить фильтр для отбора потенциальных шум от переменного тока (50/60 Гц), следуют сглаживания и ректификации.
Примечание: Первоначальный основные шаги фильтрации могут быть установлены на ГРП усилители (например, фильтр высоких частот 10 Гц) и фильтр низких частот 500 или 1000 Гц.
- Используйте программное обеспечение для применения фильтрации шаги, либо в режиме реального времени или в автономном режиме. Типичные фильтрации шаги включают гребень группы остановить фильтр для отбора потенциальных шум от переменного тока (50/60 Гц), следуют сглаживания и ректификации.
-
Электродов (на основе предыдущих протоколов27,34)
- Кратко опишите процесс подачи заявки участника. Используйте нейтральные слова («датчик») вместо из потенциально вызывающий беспокойство слова («электроды»)34.
- Решите, какую информацию рассказать участникам о цели датчиков.
Примечание: В текущих исследованиях участники сообщили датчиков будет измерять мышечную и пот деятельности во время сессии.
- Решите, какую информацию рассказать участникам о цели датчиков.
- Очистите кожу участников до электродов.
- Используйте воду для очистки районов, в которых будут применяться датчики.
- Используйте скраб эксфолиант для слегка истирает те же районы. Осторожность для предотвращения раздражения кожи крупных, хотя незначительные раздражения может произойти.
- Использование электродных пар, состоящий из двух электродов 4 мм экранированный биполярного записи плюс электрод монополярный ссылки.
- Применять клей воротники к электродам, таким образом, что они придерживаться кожи.
- После того, как воротники придерживаться внешний обод электродов, заполните датчики с токопроводящих электродов гелем, заботясь, чтобы предотвратить образование пузырьков воздуха.
- Место электродных пар параллельно muscle(s) интерес и перпендикулярную потенциальных источников шума, например другие мышцы34.
- Корругатор: Наносить один электрод непосредственно над бровью вдоль воображаемой вертикальной линии, которая проходит внутренний уголок глаза. Разместите второй электрод 1 см боковых и слегка превосходит первую, вдоль границы брови.
- Скуловой: Место первый датчик midway вдоль воображаемой линии, соединяющей верхнюю уха (где уха встречается черепа) и в углу рта. Место второй электрод 1 см медиальной (в сторону рта). Позаботьтесь, чтобы избежать жевательной мышцы.
- Используйте 8 мм неэкранированный, однополюсное записи электрода как электрод сравнения. Место электрода в середине лба, равноотстоящих (см. выше) внутренний бровей и (волос см. ниже).
- Убедитесь, что электрод, провода размещаются таким образом, чтобы они не препятствовали видения. Используйте медицинская лента для обеспечения долгосрочной приверженности электродов для кожи и уменьшения шума/артефакты из-за движения шнур.
- Определите качество электродов с монитором импеданс. Приемлемые импеданс уровни являются ниже 20 kΩ. Если электроды должны быть восстановлены для достижения уровней соответствующий импеданс, используйте чистую пару электродов.
- Кратко опишите процесс подачи заявки участника. Используйте нейтральные слова («датчик») вместо из потенциально вызывающий беспокойство слова («электроды»)34.
4. задача процедура
-
Общий порядок
- После датчик приложения, завершения задачи. Если используется более одной задачи, уравновесить порядок участников.
- Убедитесь, что участники сидят комфортно для сведения к минимуму лишние движения, которое может ввести движение артефакты34.
-
Задачи опытные touch
- Участники место перед компьютером с быть коснулась рука вытянута боков, отдыхая комфортно (например, на подушке).
Примечание: Рекомендуется применять прикосновение к руке, что не используется для сообщенные рейтинги для сведения к минимуму потенциальных движение артефакты в ГРП сигнала. - Загородить вид руку от участника, либо с помощью разделителя занавес31 или очки, которые загородить боковое зрение (рис.32) 35.
- Поручить участник сосредоточиться на как прикосновение заставляет их чувствовать себя.
- Варьироваться расположение сенсорный чтобы избежать усталости КТ36.
- Управление касания с помощью кисти волос козье 75 мм к назначенным раздел, отмеченные на руку (и пальмы). Можно также примените прикосновения с помощью силы контролируемых робот37.
- Используйте последовательное касание администрации направление, например, туда и обратно (дистальной к проксимальной, затем проксимальнее дистальной части) или одного направления (проксимальных и дистальных только)
- Участники место перед компьютером с быть коснулась рука вытянута боков, отдыхая комфортно (например, на подушке).
-
Задачи наблюдаемых touch
- Участник место передней части компьютера, который будет отображать видео.
- Поручить участник, что они должны оценить, как видео сделал их чувствовать себя.
- Убедитесь, что соответствующий участник является, вне поля зрения экспериментатора34.
5. данные, очистки и анализа
-
Чтобы оценить средний ГРП активации для типа определенного сенсорного стимула, Сравните ответ на раздражитель касания выше базовой линии, т.е. [означает активации во время 6 s касания стимуляции] - [означает активации в течение 1 s престимульной «базовый»], как это было предложено 34Fridlund и Cacioppo.
- Средняя ответов для каждого сенсорных стимулов типа (CT-оптимальное, неоптимальные и, при необходимости, каждое местоположение (arm/ладони).
- Сделать это для каждой мышцы (гофроагрегата, скуловой) и самостоятельный отчет рейтинг (приятности, интенсивность) индивидуально.
- Для получения более чувствительны время курс, Вычислите среднее ГРП активации во время меньшие промежутки времени (например, 700 МС; см. Рисунок 532). Вычтите же 1 Базовый s от всех интервалов для удаления исходных ЭМГ активности.
Примечание: До анализа рекомендуется иметь данные вручную проверены рейтеров ослепил коснуться условий для ликвидации испытания с артефакты активаций34.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
CT-оптимальное прикосновение вызывает различные ответы ГРП, по сравнению с быстро неоптимальный touch через механизмы
Первый эксперимент, рассмотрены ли дифференциального ГРП реактивностью могут быть обнаружены в ответ на CT-оптимальное (3 см/с) и быстро оптимального (30 см/с) тактильной стимуляции, который был непосредственно опытных (рис. 3) или просто наблюдаемых (Рисунок 2 и на рисунке 3)31.
Опытный CT-оптимальное касания была оценена как более приятным, чем неоптимальные touch (F(1,28) = 32,2; p < 0,001; Рисунок 3 A) независимо от местоположения коснитесь (p = 0.063; скорость x местоположение: p = 0,32). Аналогичным образом, наблюдается CT-оптимальное касания была оценена как более приятным что неоптимальные касание (сенсорных скорость: F(1,28) = 47,5; p < 0,001; Тип сенсорного: F(2,56) = 6.09, p = 0,004; Тип x скорость взаимодействия F(2,56) = 5.87, р = 0,005). CT-оптимальное прикосновение к руке был оценен как более приятным, чем прикосновение к ладони (p = 0,024) и touch-социальной (например, прикоснуться к деревянной рукоятки; p = 0,001). Быстро-неоптимальный касания всегда был оценен как более интенсивным (рис.B), независимо от того, ли был опытным touch (сенсорных скорость: F(1,28) = 34,3, p < 0,001; Коснитесь местоположения: p = 0,28; скорость x Расположение взаимодействия: p = 0,64) или наблюдается (сенсорных скорость: F(1,28) = 35,1, p < 0,001; Тип сенсорного: p = 0,40; скорость x тип взаимодействия: p = 0,39).
Опытный быстрый, неоптимальные сенсорный вызвал надежные гофроагрегат реактивности, что было смягчено путем набора CT-афферентов во время CT-оптимальный сенсорный (эффект скорости сенсорный: F(1,28) = 4.84, p = 0,036; эффект нахождения сенсорный: p = 0,93; сенсорных скорости x местоположения взаимодействия: p = 0.42; Рисунок 3 C). гофроагрегат ответ значительно отличались между CT-оптимальное и неоптимальные touch для прикосновение к руке (p = 0,050) но только тенденция уровня эффекты были замечены для касания на ладони (p = 0,092). Существует не основной эффект скорости сенсорный (p = 0,11) или тип (p = 0,79) на реактивность гофроагрегат наблюдаемых прикосновение, но было касания скорость x тип взаимодействия (F(2,56) = 3,80, p = 0,028). Post hoc тесты показали, что быстро неоптимальный сенсорный вызвало больше гофроагрегат реактивности чем CT-оптимальный touch особенно для видео прикосновение к руке (p = 0,007), но не прикасаться к ладони (p = 0,13) или touch-социальной (p = 0.25). скуловой активность значительно не влияет на опытных касания (эффект скорости сенсорный: p = 0,15; эффект касание типа: p = 0,73; сенсорных скорости x тип взаимодействия: p = 0,63; Рисунок 3 D), ни наблюдаемых касания (основной эффект касания скорость: p = 0,37; главный эффект сенсорный тип: p = 0,84; сенсорных скорости x тип взаимодействия: p = 0,23).
CT-оптимальное прикосновение вызывает ГРП ответы отличаются от медленно неоптимальные касания
Эксперимент 2 оценены ли медленно неоптимальные (0,3 см/с) будет выявить аналогичные ответы как быстро оптимального (30 см/с)32. Мы обнаружили, что медленно неоптимальные касания была оценена как менее приятным (рис. 4A) и менее интенсивными (Рисунок 4B) чем CT-оптимальный touch. Похож на быстро-неоптимальный касания, медленно был ослабленных неоптимальные сенсорный вызвал надежные гофроагрегат activitythat CT-оптимальный касанием (эффект скорости сенсорный: F(1,83) = 9.723, p = 0,002; Рисунок 4 C). не было никакого эффекта касания на скуловой активность (p = 0,35; Рисунок 4 D).
Мы далее оценивать время курс ГРП ответов. Во время первого 700 МС, окно, предположительно бесплатно CT ввода, нет никакой разницы в гофроагрегат реактивности (-0.031 мкВ ± 0,06 и-0.017 ± 0,49 мкВ, Бон p = 0,98; Рисунок 5 A). Однако, в течение ближайших 5.6 s, гофроагрегат реактивности в ответ CT оптимального ощупь снизилась постепенно, тогда как она постепенно увеличивается в ответ на медленно неоптимальные сенсорный: во время интервала 2, гофроагрегат реактивности был незначительно ниже для CT оптимальное касания чем неоптимальные touch (pБон = 0,071). Во время перерывов, 3, 5, 6, 7 и 8 гофроагрегат реактивности был значительно ниже во время оптимального сенсорный CT чем во время неоптимальные касания (pБон < 0,034; Рисунок 5 A). Этот шаблон отсутствовал в анализе скуловой реактивности (p = 0,83; Рисунок 5 B).
Рисунок 1 : Пример экспериментальной установки для опытных Touch задачи. Место участника перед компьютером с их рука вытянута боково, комфортно отдыхая на подушке. Если получения самоотчетов рейтинги, то рекомендуется применять сенсорным руку, которая не используется для предоставления рейтинги во избежание потенциальных движение артефакты от загрязняющих ГРП сигнала. Рука должна закрыта с зрения участника35,39, либо с заказной очки, как и выше, или с помощью разделителя занавес. Эта цифра адаптирована из РЗЭ et al.32пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 2 : Пример касания раздражителей, используемые в задаче наблюдается Touch. Задачи наблюдаемых touch включены 6 s видео прикосновения руки (A) CT-богатые, (B) CT-хватает ладони и (C)-социальная прикасаться к деревянной рукоятки. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 3 : CT-оптимальное прикосновение вызывает различные ответы по сравнению с быстро неоптимальный touch через механизмы. (A) CT-оптимальный касания (3 см/с) последовательно оценивается как более приятным, чем быстро неоптимальный touch (30 см/с) через обе задачи. Опытный сенсорный оценивается как самое приятное, следуют социальные (руки, ладони) наблюдается касания, то прикосновение-социальной (например касание к деревянной рукоятки). (B) CT-оптимальный сенсорных (3 см/с) оценивается как менее интенсивным через механизмы, независимо от их формы или социальное содержание. (C) быстро неоптимальный касания (30 см/с) вызывает больше гофроагрегат реактивности чем CT-оптимальный касание (3 см/с). Эта разница является самой надежной для touch CT-богатые руку. (D) CT-оптимальный касания (3 см/с) незначительно увеличивает скуловой реактивности, хотя это не достигает значения для любого механизма или местоположения. Бары и бары ошибки представляют собой среднее и Среднеквадратичная ошибка среднего значения; p < 0,05 эффект скорости. Эта цифра адаптирована из Майо et al.31пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 4 : CT-оптимальный касания (3 см/с) вызывает различные ответы по сравнению с медленно неоптимальные касания (0,3 см/с). (A) CT-оптимальный касания (3 см/с) оценивается как более приятным, чем медленно неоптимальные touch (0,3 см/с). (B) CT-оптимальный касания (3 см/с) оценивается как более интенсивным, чем медленно неоптимальные touch (0,3 см/с). (C) означает гофроагрегат реактивности в ответ на CT-оптимальное (3 см/с) уменьшается по сравнению с медленным неоптимальные (0,3 см/с). Touch (D) не влияет существенно скуловой реактивности. Бары и погрешностей представляют собой средства и Среднеквадратичная ошибка среднего значения; p < 0,05. Эта цифра адаптирована из РЗЭ et al.32пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 5 : Ответы гофроагрегат CT-оптимальное ощупь височно конкретных. (A) при сегментирования в интервалах 700 МС, CT-оптимальное касания вызывает значительно меньше гофроагрегат реактивности. Исключение в первом 700 МС, который предположительно бесплатно CT ввода благодаря медленнее скорости проведения этих unmyelinated афферентов. (B) скуловой реактивности не значительно отличается в ответ на оптимальный или медленно-неоптимальный touch в любой из моментов времени. Точки представляют средства и бары представляют собой стандартные ошибки означают. Эта цифра адаптирована из РЗЭ et al.32пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Таблица 1: резюме экспериментальных образцов. В задаче опытных Touch 1 эксперимент, сенсорный был доставлен на CT-оптимальный (3 см/с) или быстро оптимальной скорости (30 см/с) волосатые (arm) и кожу голые (пальмы). Вместо этого наблюдается Touch включены видео сенсорный доставлены на руки, ладони, или деревянные рукоятки (например, несоциальных) в то же сенсорных скорости. Состояние «не социальный» был включен элемент управления для потенциальной реакции вызвало низкоуровневых периодичности информация, закодированная в движение17и определить значимость социального контента38 на рейтинги и ГРП ответов. Результаты анализировались с использованием неоднократные меры дисперсионный анализ (ANOVA) с сенсорным скорости и сенсорный тип как факторы в рамках темы. Пост hoc питания анализ, основанный на эксперимент 1 предлагает по крайней мере 22 лиц должны быть включены для достижения аналогичного эффекта. В эксперимент 2, сенсорный был доставлен руку на CT-оптимальное (3 см/с) или медленно-оптимальные скорости (0,3 см/с). Касание было доставлено в общей сложности 2 мин, но здесь мы только доклад о первом 6.3 s для того, чтобы сравнить результаты эксперимента 1. Каждый скорости был повторен дважды. Все эксперименты сообщенные рейтинги аффективных качества (например, приятности) и дискриминационные аспекты (например, интенсивность) были начисленных10.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Здесь мы отчет об использовании лица электромиографии (ЭМГ) как метод для изучения аффективных реакций наблюдаемых и опытных ощупь. Ранее многие исследования были сосредоточены на использование самоотчета рейтинги характеризовать аффективных качество сенсорный. Touch, который оптимально активирует CT афферентов (напр., 1-10 cm/s) неизменно оцениваются как более приятным, чем либо быстрее или медленнее touch скорости10. В отличие от оценок интенсивности, как представляется, отслеживать с скоростью, с быстрее сенсорных скоростей, оценивается как более интенсивным, вероятно опосредовано через значения волокна37. С помощью двух отдельных наборов данных, мы покажем, как быстрый и медленный неоптимальные touch заручиться надежной гофроагрегат реактивности, что гасится во время CT-оптимальный касания. Таким образом, мы находим что касание, которое оценивается как менее приятным (например, неоптимальные касания) также увеличивает активность гофроагрегат, наводит на мысль о более негативное воздействие. Кроме того мы находим, что ответы похожи на условия. То есть, наблюдается и опытных touch вызывают одинаковые лицевые мышцы активность. В обеих формах эти эффекты только были значимыми для прикосновение к руке и не ладони или деревянные руки. Таким образом хотя сообщенные рейтинги опытных и наблюдаемых аффективных touch похожи независимо от местоположения (руки, ладони), лице ГРП только значительно дифференцирует между сенсорный скорости применяется к CT-богатые руку и не хватает CT-волокна ладони.
Далее результаты показывают, что временной чувствительность лица ГРП дает проницательность в эмоциональной обработки, которые не могут быть получены только путем самоотчета. А именно мы обнаружили, что гофроагрегат реактивности CT-оптимальное ощупь становится очевидным в сроки, что совпадает с известным проводимости скорости CT афферентов1,12. Таким образом в первоначальный 700 МС осязания, которые полагают, преобладают значения активации, нет никакой разницы в ГРП активации между скоростями два касания. Однако различие между CT-оптимальное и неоптимальные touch становится очевидным после первого 700 МС, в соответствии с сообщалось ранее временной лаг времени CT-афферентов2,12. Следовательно, лица ГРП может обнаружить изменения в аффективных ответы на ощупь, которые происходят с височной конкретности, которая, вероятно, недоступных через устных докладов.
В обоих исследованиях мы находим, что CT-оптимальное и неоптимальные touch можно выделить через гофроагрегат активности. Однако мы не нашли эффект прикосновения на скуловой реактивности, который в отличие от предыдущих докладов,40. Одной из потенциальных причин расхождений между текущим данным и предыдущие выводы включают в себя методологические различия, например включение периода после касания в анализе. Таким образом мы подчеркиваем важность методологических соображений, например Длина сенсорного стимуляции и интервалы между пробной при проектировании этих экспериментов.
Существует несколько факторов, которые следует учитывать при оценке аффективных реакций на ощупь. Одной из потенциальных областей озабоченности является пол экспериментатор (и таким образом, касалка), участник, а также взаимосвязи, если таковая имеется, между двумя41. Кроме того следует обеспечить что участники исключены из просмотра экспериментатора и сенсорных приложений, как визуальных обработки прикосновения могут влиять восприятие касания35,39. Существуют также опасения весить во время задачи разработки. Например важно рассмотреть потенциал для заказа эффектов, как в отношении сенсорных раздражителей презентации (например, обсуждается в42) или коснитесь местоположения43. Если используются несколько касание повторений, один может потребоваться выбор касания местоположение чтобы избежать усталости КТ36. Здесь, мы использовали кисть для применения касания для сравнения предыдущих исследований17, хотя вполне возможно, что ГРП ответы могут быть различными, с использованием более экологически допустимых методов (например, прикоснуться рукой).
В то время, как мы считаем, что использование лица ГРП будет иметь большую пользу в области аффективных касания, существуют ограничения на этой методологии, которые заслуживают рассмотрения. Чтобы научиться правильно, применять электроды производства дополнительное бремя на экспериментатора на начале экспериментальной планирования требуется обучение. Чрезмерное движение, говорить или других факторов окружающей среды во время эксперимента может вызвать артефакты в ГРП сигнал, таким образом ограничивает некоторые возможности экспериментальный дизайн. Кроме того применение электродов в лицо может выявить попытка различить цель исследования. Таким образом необходимо рассматривать какую информацию сказать участник относительно не только цель эксперимента, но и использование электродов в ходе эксперимента. В текущем экспериментах участники сообщили, что цель исследования была расследовать решений и восприятия различных ощущений32 или реакции на социальных взаимодействий31. В обоих случаях участники сказали что электроды будет измерять пота и мышечной деятельности и были полностью ознакомлены после завершения эксперимента. В Fridlund и Cacioppo 198634тщательно рассматриваются эти проблемы и другие.
В целом мы демонстрируем, что лица ГРП является надежная, устойчивая и информативным методом для оценки аффективных валентность тактильной стимуляции. Этот метод предоставляет средства для неявно оценки ответов на тактильной стимуляции независимо от учтные рапорты, проложив путь для исследования у младенцев и детей младшего возраста, межкультурные сравнений, исследования клинических условий и других ситуациях в котором семантика и язык в противном случае могут исключать научные исследования.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторы не имеют ничего сообщать
Acknowledgments
Авторы выражают благодарность д-р Маргарет Уордл для ее исключительной подготовки и технической помощи. Эта работа частично финансировался шведским исследовательский совет Грант FYF-2013-687 (IM).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 4 mm Ag-AgCl sheilded reusable electrodes | Biopac | EL654 | |
| 75 mm goat hair brush | IN-EX Color AB | 77062 | Touch application; https://www.in-exfarg.se |
| 8 mm Ag-AgCl unsheilded reusable electrode | Biopac | ||
| Acqknowledge software | Biopac | ACK100W | Used for application of filtering steps, analysis |
| Adhesive collars | Biopac | ADD204 | |
| Cables | Biopac | BN-EL30-LEAD3; LEAD2 | LEAD3 includes ground, LEAD2 is only bipolar recording electrodes |
| Electro-gel | Biopac | GEL100 | |
| EMG aplifier x 2 | Biopac | BN-EMG2 | |
| El-Prep | Biopac | ELPREP | Facial exfoliant |
| MP160 data acqusition system | Biopac | MP160WSW | |
| Presentation software | Neurobehavioral systems | Task presentation software |
References
- Abraira, V. E., Ginty, D. D. The sensory neurons of touch. Neuron. 79 (4), 618-639 (2013).
- Olausson, H., Wessberg, J., Morrison, I., McGlone, F., Vallbo, A. The neurophysiology of unmyelinated tactile afferents. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 34 (2), 185-191 (2010).
- Gallace, A., Spence, C. The science of interpersonal touch: an overview. Neuroscience and BiobehavioralReviews. 34 (2), 246-259 (2010).
- Morrison, I., Loken, L. S., Olausson, H. The skin as a social organ. Experimental Brain Research. 204 (3), 305-314 (2010).
- Morrison, I., et al. Reduced C-afferent fibre density affects perceived pleasantness and empathy for touch. Brain: A Journal of Neurology. 134, Pt 4 1116-1126 (2011).
- Olausson, H., et al. Unmyelinated tactile afferents signal touch and project to insular cortex. Nature Neuroscience. 5 (9), 900-904 (2002).
- Croy, I., Sehlstedt, I., Wasling, H. B., Ackerley, R., Olausson, H. Gentle touch perception: From early childhood to adolescence. Developmental Cognitive Neuroscience. , (2017).
- Croy, I., Geide, H., Paulus, M., Weidner, K., Olausson, H. Affective touch awareness in mental health and disease relates to autistic traits - An explorative neurophysiological investigation. Psychiatry Research. 245, 491-496 (2016).
- Crucianelli, L., Cardi, V., Treasure, J., Jenkinson, P. M., Fotopoulou, A. The perception of affective touch in anorexia nervosa. Psychiatry Research. 239, 72-78 (2016).
- Loken, L. S., Wessberg, J., Morrison, I., McGlone, F., Olausson, H. Coding of pleasant touch by unmyelinated afferents in humans. Nature Neuroscience. 12 (5), 547-548 (2009).
- Ackerley, R., et al. Human C-Tactile Afferents Are Tuned to the Temperature of a Skin-Stroking Caress. The Journal of Neuroscience. 34 (8), 2879-2883 (2014).
- Ackerley, R., Eriksson, E., Wessberg, J. Ultra-late EEG potential evoked by preferential activation of unmyelinated tactile afferents in human hairy skin. Neuroscience Letters. 535, 62-66 (2013).
- Morrison, I. ALE meta-analysis reveals dissociable networks for affective and discriminative aspects of touch. Human Brain Mapping. 37 (4), 1308-1320 (2016).
- Case, L. K., et al. Encoding of Touch Intensity But Not Pleasantness in Human Primary Somatosensory Cortex. The Journal of Neuroscience. 36 (21), 5850-5860 (2016).
- Case, L. K., et al. Touch Perception Altered by Chronic Pain and by Opioid Blockade. eNeuro. 3 (1), (2016).
- Davidovic, M., Starck, G., Olausson, H. Processing of affective and emotionally neutral tactile stimuli in the insular cortex. Developmental Cognitive Neuroscience. , (2017).
- Morrison, I., Bjornsdotter, M., Olausson, H. Vicarious responses to social touch in posterior insular cortex are tuned to pleasant caressing speeds. The Journal of Neuroscience. 31 (26), 9554-9562 (2011).
- Nisbett, R. E., Wilson, T. D. Telling more than we can know: Verbal reports on mental processes. Psychological Review. 84 (3), 231-259 (1977).
- Sato, H., Kawahara, J. Selective bias in retrospective self-reports of negative mood states. Anxiety, Stress, and Coping. 24 (4), 359-367 (2011).
- Robinson, M. D., Clore, G. L. Belief and feeling: evidence for an accessibility model of emotional self-report. Psychological Bulletin. 128 (6), 934-960 (2002).
- Cascio, C. J., et al. Perceptual and neural response to affective tactile texture stimulation in adults with autism spectrum disorders. Autism Research. 5 (4), 231-244 (2012).
- Tager-Flusberg, H., Paul, R., Lord, C. Language and communication in autism. Handbook of Autism and Pervasive Developmental Disorders. 1, 335-364 (2005).
- Lang, P. J., Greenwald, M. K., Bradley, M. M., Hamm, A. O. Looking at pictures: affective, facial, visceral, and behavioral reactions. Psychophysiology. 30 (3), 261-273 (1993).
- Rozga, A., King, T. Z., Vuduc, R. W., Robins, D. L. Undifferentiated facial electromyography responses to dynamic, audio-visual emotion displays in individuals with autism spectrum disorders. Developmental Science. 16 (4), 499-514 (2013).
- Joussain, P., Ferdenzi, C., Djordjevic, J., Bensafi, M. Relationship Between Psychophysiological Responses to Aversive Odors and Nutritional Status During Normal Aging. Chemical Senses. 42 (6), 465-472 (2017).
- Horio, T. EMG activities of facial and chewing muscles of human adults in response to taste stimuli. Perceptual and Motor Skills. 97 (1), 289-298 (2003).
- Tassinary, L. G., Cacioppo, J. T., Vanman, E. J. Handbook of Psychophysiology. Berntson, L. G., Cacioppo, J. T., Tassinary, L. G. , Cambridge University Press. Cambridge, UK. 267-300 (2007).
- Larsen, J. T., Norris, C. J., Cacioppo, J. T. Effects of positive and negative affect on electromyographic activity over zygomaticus major and corrugator supercilii. Psychophysiology. 40 (5), 776-785 (2003).
- Dimberg, U., Thunberg, M., Grunedal, S. Facial reactions to emotional stimuli: Automatically controlled emotional responses. Cognition and Emotion. 16 (4), 449-471 (2002).
- Dimberg, U., Thunberg, M., Elmehed, K. Unconscious facial reactions to emotional facial expressions. Psychological Science. 11 (1), 86-89 (2000).
- Mayo, L. M., Lindé, J., Olausson, H., Heilig, M., Morrison, I. Putting a good face on touch: Facial expression reflects the affective valence of caress-like touch across modalities. Biological Psychology. , (2018).
- Ree, A., Mayo, L. M., Leknes, S., Sailer, U. Touch targeting C-tactile afferent fibers has a unique physiological pattern: a combined electrodermal and facial electromyography study. Biological Psychology. , (2018).
- Kreuder, A. K., et al. How the brain codes intimacy: The neurobiological substrates of romantic touch. Human Brain Mapping. 38 (9), 4525-4534 (2017).
- Fridlund, A. J., Cacioppo, J. T. Guidelines for human electromyographic research. Psychophysiology. 23 (5), 567-589 (1986).
- Tipper, S. P., et al. Vision influences tactile perception without proprioceptive orienting. Neuroreport. 9 (8), 1741-1744 (1998).
- Vallbo, ÅB., Olausson, H., Wessberg, J. Unmyelinated Afferents Constitute a Second System Coding Tactile Stimuli of the Human Hairy Skin. Journal of Neurophysiology. 81 (6), 2753-2763 (1999).
- Triscoli, C., Olausson, H., Sailer, U., Ignell, H., Croy, I. CT-optimized skin stroking delivered by hand or robot is comparable. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 7, 208 (2013).
- Croy, I., et al. Interpersonal stroking touch is targeted to C tactile afferent activation. Behavioural Brain Research. 297, 37-40 (2016).
- Keizer, A., de Jong, J. R., Bartlema, L., Dijkerman, C. Visual perception of the arm manipulates the experienced pleasantness of touch. Developmental Cognitive Neuroscience. , (2017).
- Pawling, R., Cannon, P. R., McGlone, F. P., Walker, S. C. C-tactile afferent stimulating touch carries a positive affective value. PloS One. 12 (3), 0173457 (2017).
- Scheele, D., et al. An oxytocin-induced facilitation of neural and emotional responses to social touch correlates inversely with autism traits. Neuropsychopharmacology. 39 (9), 2078-2085 (2014).
- Ackerley, R., Saar, K., McGlone, F., Backlund Wasling, H. Quantifying the sensory and emotional perception of touch: differences between glabrous and hairy skin. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8 (34), (2014).
- Loken, L. S., Evert, M., Wessberg, J. Pleasantness of touch in human glabrous and hairy skin: order effects on affective ratings. Brain Research. 1417, 9-15 (2011).
