このプロトコルは、重度の難聴のある被験者の根底にある学習関連の電気生理学的変化を調査するように設計されています イベント関連電位技術を適用することにより、聴覚触覚代替の短いトレーニング期間の後。
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この記事について
サマリー
要約
本稿では,脳波を用いた方法を用いて,若年重度難聴者(PD)参加者における音声触覚代替トレーニングの効果を評価し,振動触覚の複雑な音の識別に関連する神経機構の解析を目指した。電気的脳活動は動的な神経変化を反映しており、事象関連電位(ERP)の時間的精度は、注意と作業記憶を伴う行動タスクを実行しながら、タイムロックされたプロセスを研究する上で重要であることが証明されています。
現在のプロトコルは、PD被験者が複雑な音刺激を使用して連続パフォーマンスタスク(CPT)を実行している間の電気生理学的活動を研究するように設計されました。反復測定設計として、標準状態での脳波記録を簡単なトレーニングプログラム(15日間で5回の1時間セッション)の前後に実行し、その後オフラインでアーチファクト補正とエポック平均化を行い、個々の波形と総平均波形を取得しました。行動結果は、トレーニング後の標的刺激に対する識別の有意な改善とより堅牢なP3様頭頂中心正波形を示しています。このプロトコルでは、ERPは、複雑な音の音声触覚識別に関連するPD被験者の学習関連の神経変化のさらなる理解に貢献します。
概要
初期の重度の難聴は、口頭言語の習得と、通常の聴覚を持つ人々の日常生活をナビゲートする上で不可欠な役割を果たす環境音の知覚に強く影響する感覚障害です。保存された機能的な聴覚感覚経路により、誰かが視界外に近づいているときに足音を聞いたり、対向車、救急車のサイレン、セキュリティアラームに反応したり、誰かが私たちの注意を必要とするときに自分の名前に反応したりできます。したがって、聴覚は、スピーチ、コミュニケーション、認知発達、および周囲の潜在的な脅威の認識を含む、環境とのタイムリーな相互作用にとって重要な感覚です。何十年もの間、重度の聴覚障害のある個人の言語発達を補完および促進する可能性のある代替の音知覚方法としての音声触覚代替の実行可能性は、限られた結果で調査されてきました1,2,3。感覚代替は、通常使用されるものとは異なる人間の感覚チャネルを通じてユーザーに環境情報を提供することを目的としています。異なる感覚系にわたって可能であることが実証されている4、5。具体的には、皮膚機械受容器が聴覚情報を構成する音波の物理的エネルギーを、体性感覚経路および高次体性感覚皮質領域と知覚および統合できるニューロン興奮パターンに変換できるときに、音声触....
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プロトコル
この研究は、神経科学研究所の倫理委員会(ET062010-88、グアダラハラ大学)によってレビューおよび承認され、すべての手順がヘルシンキ宣言に従って実施されたことを確認しました。すべての参加者は自発的に参加することに同意し、書面によるインフォームドコンセントを行いました(未成年の場合、両親は同意書に署名しました)。
1. 実験計画
- 刺激の準備
- クリエイティブ・コモンズ・ライセンスのサウンド・データベースを検索して、.wav形式の動物の音のセットを選択します。この研究の刺激は、犬の吠え声、牛の鳴き声、馬の隣人、ロバの鳴き声、象のトランペットの5つの異なる動物の鳴き声で構成されていました。
注:ここで使用される音刺激は、以前の研究9,10で振動触覚識別トレーニングプログラムの音のコレクションとして以前に選択されました。 - 無料のオープンソースオーディオエディタを使用してサウンドファイルを編集し、刺激の強度と長さを1500ミリ秒に標準化します。このプロトコルでは、同じ振動触覚刺激システムを使用して、以前の研究9,10で確立されたパラメータに基づいて、0〜8000Hzの線形スケールで、20dBのゲインで、....
- クリエイティブ・コモンズ・ライセンスのサウンド・データベースを検索して、.wav形式の動物の音のセットを選択します。この研究の刺激は、犬の吠え声、牛の鳴き声、馬の隣人、ロバの鳴き声、象のトランペットの5つの異なる動物の鳴き声で構成されていました。
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結果
PD個体における音声触覚置換識別訓練の効果を、17人のPD個体のグループにおけるP3の変化を評価することによってどのように評価できるかを説明するために(平均年齢= 18.5歳;SD = 7.2年;8人の女性と11人の男性)、ERP波形を描写するためにいくつかの図を作成しました。ERPプロットに示されている結果は、トレーニング後のターゲット刺激に対してより堅牢なP3様中心頭頂正波形の変化を明らかにしています。トレーニング前の条件では、ERPは、T条件とNT条件がトレーニング後の条件ほど明確に区別できないことを示唆しています。したがって、5セッションのトレーニングプログラムは、複雑な音刺激識別に関連する神経応答に影響を与えることが示唆されます。図 3 はトレーニング前のグランド平均を示し、 図 4 はトレーニング後のグランド平均を示しており、この調査の主な結果を示しています。 図5 は、5Hzのローパス・デジタル・フィルタを使用してプロットしたときに、これらのER.......
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ディスカッション
ERPツールを使用して、異なる純音の振動触覚表現を区別するための振動触覚識別スキルの段階的な発達を観察および評価するためのプロトコルを設計しました。私たちの以前の研究は、振動触覚刺激が重度の聴覚障害者にとって実行可能な代替音知覚方法であることを示しました。ただし、純粋な音に比べて自然音は複雑であるため、言語音の識別の可能性については、別の調査が必要です。
この方向への最初のステップとして、現在のプロトコルは、複雑な音の音声触覚識別に関連するPD被験者の学習関連の神経変化をさらに理解するために、ERPコンポーネントの時空間的外観に焦点を当てています。意思決定におけるP3の正確な機能的役割に関する独自のコンセンサスに達していないにもかかわらず、我々の結果は、P3が作業記憶誘導ターゲット識別メカニズム21、目標指向学習戦略の一環として数回のトレーニングセッションの後に練習で修正できる分類の一種を反映していることを示唆している。この実験で観察されたP3波形は、この成分が刺激識別22の完了によって.......
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開示事項
私たちは、この出版物に関連する既知の利益相反はなく、その結果に影響を与えた可能性のあるこの研究に対する重要な財政的支援がないことを確認します。
謝辞
参加者とその家族、そしてこの作業を可能にした機関、特にハリスコ州ソルドス協会、デポルティーバ協会、ハリスコ州沈黙文化会、教育インクルーエンテ、AC、プレパラトリアNo.7に感謝します。また、このプロジェクトへの貢献に対してサンドラ・マルケスに感謝します。この研究は、GRANT SEP-CONACYT-221809、GRANT SEP-PRODEP 511-6/2020-8586-UDG-PTC-1594、および神経科学研究所(メキシコ、グアダラハラ大学)によって資金提供されました。
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| Audacity | Audacityチーム | audacityteam.org | 無料のオープンソース、クロスプラットフォームオーディオ編集ソフトウェア |
| Audiometer | Resonance | r17a | |
| EEG分析ソフトウェア | Neuronic , S.A. | ||
| 脳波記録ソフト | Neuronic , S.A. | ||
| エレクトロキャップ | エレクトロキャップインターナショナル株式会社 | E1-M | キャップ、19個のアクティブ電極、調節可能なストラップ、チェストハーネス付き。 |
| エレクトロゲル | エレクトロキャップ・インターナショナル(株) | ||
| 外付けコンピュータスピーカー | |||
| Freesound | 音楽技術グループ | freesound.org | クリエイティブ・コモンズ・データベース・ライセンス・サウンド |
| フック&ループファスナー | IBM | ||
| SPSS (Statistical Package for th Social Sciences) | IBM | ||
| Individual electrodes | キャドウェル | ゴールドカップ、 | |
| MEDICID-5 | ニューロン、SA | 脳波記録機器(アンプとコンピューターを含む)。 | |
| Nuprep | Weaverと会社 | ECG&EEG研磨剤皮膚プレッピングジェル | |
| 付きポータブルコンピュータ | Dell | ||
| SEVITAC-D | Centro Camac、アルゼンチン。ルイス・カンポス(2002年)が特許を取得。 | http://sevitac-d.com.ar/ | ポータブル刺激装置システムは、人差し指の先端に装着し、表面積が78.5mm2の小さな柔軟なプラスチック膜で構成されており、アナログ伝送を介して音圧波に応答して振動します。音の周波数範囲は10 Hzから10 kHzです。 |
| 刺激物プレゼンテーションソフトウェア Mindtracer | Neuronics, S.A. | ||
| 刺激コンピューターモニターとキーボード | |||
| タブレット | コンピューターLenovoTen20 | ||
| 導電性神経診断電極ペースト | ウィーバーと会社 |
参考文献
- Rothenberg, M., Richard, D. M. Encoding fundamental frequency into vibrotactile frequency. The Journal of the Acoustical Society of America. 66 (4), 1029-1038 (1979).
- Plant, G., Arne, R. ....
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再版と許可
