Orofacial त्वचा खिंचाव उत्तेजना से Somatosensory घटना से संबंधित क्षमता

1Haskins Laboratories, 2Speech and Cognition Department, Gipsa-lab, CNRS, 3Univ. Grenoble-Alpes, 4Department of Psychology, McGill University, 5School of Communication Science and Disorders, McGill University
Published 12/18/2015
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Neuroscience

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Summary

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Ito, T., Ostry, D. J., Gracco, V. L. Somatosensory Event-related Potentials from Orofacial Skin Stretch Stimulation. J. Vis. Exp. (106), e53621, doi:10.3791/53621 (2015).

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Abstract

Introduction

भाषण उत्पादन दोनों श्रवण और somatosensory जानकारी पर निर्भर है। श्रवण और somatosensory प्रतिक्रिया एक शिशु द्वारा उत्पादित जल्द से जल्द स्वरों के उच्चारण से संयोजन में पाए जाते हैं और दोनों भाषण मोटर सीखने में शामिल कर रहे हैं। हाल ही परिणाम somatosensory प्रक्रियाओं की धारणा के साथ ही उत्पादन में योगदान देने वाले सुझाव देते हैं। एक रोबोट डिवाइस प्रतिभागियों श्रवण उत्तेजनाओं 1 को सुनने के रूप में चेहरे की त्वचा में फैला है जब उदाहरण के लिए, भाषण की पहचान बदल दिया जाता है। श्रवण भाषण उत्तेजनाओं के साथ मेल खाना कि गाल को एयर कश 'प्रतिभागियों अवधारणात्मक निर्णय 2 में परिवर्तन।

ये somatosensory प्रभाव त्वचा विरूपण के जवाब में त्वचीय mechanoreceptors के सक्रियण शामिल है। त्वचा आंदोलन के दौरान विभिन्न तरीकों से विकृत है, और त्वचा संबंधी mechanoreceptors kinesthetic भावना 3,4 करने के लिए योगदान करने के लिए जाना जाता है। त्वचीय mechanoreceptors की kinesthetic भूमिका दानव हैआंदोलन से संबंधित त्वचा उपभेदों उचित रूप से बल या विस्तार गति त्वचा खिंचाव 6 की तर्ज पर निर्भर करता है के रूप में माना जाता है कि हाल के निष्कर्षों को 5-7 से strated। सहवर्ती चेहरे की त्वचा में खिंचाव के भाषण के साथ विशिष्ट भाषण उक्ति की पुनरावृत्ति है जो भाषण मोटर ट्रेनिंग के दौरान, स्पष्टोच्चारण पैटर्न एक अनुकूली ढंग 7 में बदल जाते हैं। इन अध्ययनों से कार्रवाई के दौरान त्वचा में खिंचाव के नियमन ज्ञानेन्द्रिय प्रणाली के kinesthetic समारोह को त्वचीय afferents के योगदान का आकलन करने के लिए एक तरीका प्रदान करता है कि संकेत मिलता है।

orofacial त्वचीय mechanoreceptors की kinesthetic समारोह संवेदी तंत्रिकाओं 9,10 से recoding Psychophysiological तरीकों 7.8 और microelectrode का उपयोग करते हुए ज्यादातर अध्ययन किया गया है। इधर, वर्तमान प्रोटोकॉल चेहरे की त्वचा की विकृति और घटना से संबंधित संभावित (ईआरपी) रिकॉर्डिंग के साथ जुड़े orofacial somatosensory उत्तेजना के संयोजन पर केंद्रित है। गुहै प्रक्रिया एक कंप्यूटर नियंत्रित रोबोट डिवाइस का उपयोग चेहरे की त्वचा की विकृति की दिशा और समय पर सटीक प्रयोगात्मक नियंत्रण नहीं है। यह हमें चुनिंदा और ठीक दोनों भाषण मोटर सीखने के दौरान झुकाव की एक विस्तृत श्रृंखला में चेहरे की त्वचा विरूपण द्वारा भाषण उत्पादन और धारणा को somatosensory योगदान के बारे में विशिष्ट परिकल्पना का परीक्षण और सीधे भाषण उत्पादन और धारणा में करने के लिए अनुमति देता है। ईआरपी रिकॉर्डिंग noninvasively orofacial व्यवहार पर somatosensory उत्तेजना के प्रभाव के अस्थायी पैटर्न और समय का मूल्यांकन करने के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं। वर्तमान प्रोटोकॉल तो kinesthetic समारोह के तंत्रिका संबद्ध का मूल्यांकन करने और दोनों भाषण प्रसंस्करण, भाषण उत्पादन और भाषण धारणा को somatosensory प्रणाली के योगदान का आकलन कर सकते हैं।

ईआरपी रिकॉर्डिंग करने के लिए त्वचा में खिंचाव उत्तेजना के आवेदन की उपयोगिता दिखाने के लिए, निम्नलिखित प्रोटोकॉल भाषण पी में somatosensory और श्रवण इनपुट की बातचीत पर केंद्रितerception। परिणाम भाषण में somatosensory-श्रवण बातचीत का आकलन करने के लिए एक संभावित विधि पर प्रकाश डाला।

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Protocol

वर्तमान प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल येल विश्वविद्यालय मानव जांच समिति के अनुसार नैतिक आचरण के दिशा-निर्देशों का पालन करती है।

1. Electroenchephalopgaphy (ईईजी) तैयारी

  1. उचित ईईजी टोपी का निर्धारण करने के सिर के आकार को मापने।
  2. एक मापने टेप के साथ nasion और INION के बीच मध्य बिंदु खोजने के द्वारा शिखर के स्थान की पहचान।
  3. Cz रूप में पूर्व निर्धारित शिखर का उपयोग कर सिर पर ईईजी टोपी रखें। 1.2 में किया के रूप में एक मापने टेप का उपयोग करके टोपी रखने के बाद फिर से Cz जांच करते हैं। ईईजी टोपी इलेक्ट्रोड धारकों के साथ सुसज्जित है और 64 इलेक्ट्रोड (या धारकों) की नियुक्ति की Cz 11 के आधार पर पूर्व निर्धारित निर्देशांक प्रणाली के साथ एक संशोधित 10-20 प्रणाली पर आधारित है कि ध्यान दें।
    नोट: इस प्रतिनिधि आवेदन खोपड़ी वितरण परिवर्तन का आकलन करने के लिए एक 64 इलेक्ट्रोड विन्यास का उपयोग करता है और स्रोत के विश्लेषण के लिए। सरल अनुप्रयोगों (आयाम और विलंबता में घटना से संबंधित संभावित परिवर्तन) के लिए यूएसआईएनजी कम इलेक्ट्रोड संभव हो रहे हैं। यहां इस्तेमाल ईईजी सिस्टम में जमीन के लिए दो अतिरिक्त इलेक्ट्रोड रहे हैं। उन इलेक्ट्रोड धारकों को भी टोपी में शामिल किए गए हैं।
  4. एक डिस्पोजेबल सिरिंज का उपयोग कर इलेक्ट्रोड धारकों में इलेक्ट्रोड जेल लागू करें।
  5. इलेक्ट्रोड की और इलेक्ट्रोड टोपी पर इलेक्ट्रोड धारकों के लिए लेबल मिलान इलेक्ट्रोड धारकों में (जमीन इलेक्ट्रोड सहित) ईईजी इलेक्ट्रोड संलग्न।
  6. शराब पैड के साथ त्वचा की सतह को साफ करें।
    नोट: दोनों आंखों के बाहरी नेत्रकोण (क्षैतिज आंख गति) के लिए नेत्र गति (विद्युत oculography), त्वचा स्थानों, ऊपर और दाईं आंख (ऊर्ध्वाधर आंख गति) से नीचे हैं और पार्श्व का पता लगाने के लिए इलेक्ट्रोड के लिए; somatosensory उत्तेजना के लिए मौखिक कोण करने के लिए त्वचा पार्श्व साफ किया जाता है।
  7. इलेक्ट्रोड जेल के साथ चार विद्युत oculography इलेक्ट्रोड भरें और 1.6 में उल्लेख किया साइटों के लिए दो तरफा टेप के साथ इलेक्ट्रोड सुरक्षित है।
  8. एक वेल्क्रो पट्टा का उपयोग कर सभी इलेक्ट्रोड केबल सुरक्षित। आर तोequired, भागीदार के शरीर के लिए केबल या किसी भी अतिरिक्त बिजली या यांत्रिक शोर परिचय नहीं है कि अन्य स्थानों टेप।
  9. मॉनिटर के सामने प्रतिभागी और somatosensory उत्तेजना के लिए रोबोट की स्थिति। 1.8 के रूप में फिर से सभी इलेक्ट्रोड केबल सुरक्षित।
  10. ईईजी सिस्टम की एम्पलीफायर बॉक्स पर ईईजी और उचित connecters में (जमीन इलेक्ट्रोड सहित) विद्युत oculography इलेक्ट्रोड (मिलान लेबल और संयोजक आकार) कनेक्ट करें।
  11. ईईजी संकेतों मुक्त विरूपण साक्ष्य और ऑफसेट मूल्य एक स्वीकार्य सीमा (<50 μV या छोटे) में है कि देखते हैं कि वहाँ की जाँच करें। आम तौर पर उच्च प्रतिबाधा का संकेत कर रहे हैं कि शोर संकेतों या बड़े ऑफसेट पाए जाते हैं, तो सही अतिरिक्त ईईजी जेल जोड़ने और / या इलेक्ट्रोड के तहत सीधे है कि बाल repositioning द्वारा उन इलेक्ट्रोड का संकेत है।
  12. ईईजी-संगत इयरफ़ोन डालें और ध्वनि के स्तर का विषय रिपोर्ट के आधार पर एक आरामदायक रेंज में है कि इस बात की पुष्टि।

नोट: मौजूदा प्रोटोकॉल somatosensory उत्तेजना के प्रयोजन के लिए चेहरे की त्वचा खिंचाव लागू होता है। ईईजी सिस्टम के साथ प्रयोगात्मक सेटअप चित्रा 1 में प्रतिनिधित्व किया है। somatosensory उत्तेजना डिवाइस का ब्यौरा पिछले अध्ययनों 1,7,12-14 में वर्णित किया गया है। संक्षेप में, दो छोटे प्लास्टिक टैब (2 सेमी चौड़ा और 3 सेमी ऊंचाई) चेहरे की त्वचा के लिए दो तरफा टेप के साथ जुड़े होते हैं। टैब स्ट्रिंग का उपयोग कर रोबोट डिवाइस से जुड़े हैं। रोबोट प्रयोगात्मक डिजाइन के अनुसार व्यवस्थित त्वचा खिंचाव भार उत्पन्न करता है। इस प्रकार के रूप ईआरपी रिकॉर्डिंग के लिए सेटअप प्रोटोकॉल है:

  1. उत्तेजना के दौरान सिर गति कम करने के क्रम में headrest में भागीदार के सिर पर रखें। ध्यान से भागीदार के सिर और headrest के बीच इलेक्ट्रोड तारों को हटा दें।
  2. रोबोट के लिए सुरक्षा स्विच पकड़ करने के लिए भागीदार पूछो।
  3. करने के लिए प्लास्टिक टैब संलग्नsomatosensory उत्तेजना के लिए दो तरफा टेप का उपयोग कर लक्ष्य त्वचा स्थान। प्रतिनिधि लक्ष्य मौखिक कोण करने के लिए त्वचा पार्श्व है जिसमें 12,13, परिणामों के लिए, modiolus पर नजर के केंद्र जगह है, कुछ मिमी लगभग टैब के केंद्र में एक ही ऊंचाई के साथ मौखिक कोण के लिए पार्श्व मौखिक कोण की।
  4. ईईजी इलेक्ट्रोड और तारों से बचने के क्रम में स्ट्रिंग, स्ट्रिंग समर्थन करता है और रोबोट के विन्यास को समायोजित करें।
  5. कारण (आमतौर पर electrophysiological प्रतिक्रिया की तुलना में अपेक्षाकृत बड़े आयाम और कम आवृत्ति के रूप में मनाया) उत्तेजना के कलाकृतियों के लिए जाँच करने के लिए (4 एन के एक अधिकतम बल के साथ 3 हर्ट्ज पर एक चक्र sinusoid) में कुछ चेहरे की त्वचा हिस्सों को लागू करें। कलाकृतियों ईईजी संकेतों में मनाया जाता है, 2.4 के लिए वापस जाओ।

3. ईआरपी रिकॉर्डिंग

  1. (एक ब्लॉक = 10 परीक्षणों या कम) की पुष्टि के अधीन करने के लिए प्रयोगात्मक कार्य की व्याख्या और अभ्यास परीक्षण प्रदान करता है, तो विषय undeस्पष्ट रूप से कार्य rstands।
    नोट: ईआरपी रिकॉर्डिंग के लिए प्रयोगात्मक कार्य और उत्तेजना प्रस्तुति उत्तेजना प्रस्तुति के लिए सॉफ्टवेयर में preprogramed हैं।
    1. संयुक्त somatosensory और श्रवण उत्तेजना के साथ 12 प्रतिनिधि परीक्षण में, मौखिक कोण करने के लिए त्वचा पार्श्व के लिए त्वचा विकृति के साथ जुड़े somatosensory उत्तेजना लागू होते हैं। खिंचाव के पैटर्न 4 एन श्रवण उत्तेजना के लिए प्रयोग किया जाता है "था," "सर" और के बीच एक 10 कदम ध्वनि सातत्य में रास्ते के मध्य में है कि एक भी संश्लेषित भाषण कथन की एक अधिकतम बल के साथ एक एक चक्र sinusoid (3 हर्ट्ज) है।
    2. अलग-अलग या संयोजन में दोनों stimulations प्रस्तुत करते हैं। संयुक्त उत्तेजना में, परीक्षण तीन शुरुआत के समय (somatosensory और श्रवण onsets में 90 मिसे का नेतृत्व और अंतराल, और एक साथ: चित्रा 3 देखें)।
    3. । सीसा, simult और एल: श्रवण अकेले और तीन संयुक्त, अकेले पाँच stimulations की प्रस्तुति (somatosensory अनियमित करेंएजी)। प्रत्याशा और आदी होना बचने के लिए 1,000 और 2,000 मिसे के बीच अंतर परीक्षण अंतराल बदलती हैं। प्रायोगिक कार्य के लिए एक कुंजीपटल पर एक कुंजी दबाने से 'सर' के बीच ध्वनिक मध्यवर्ती है और वह ध्वनि है जो प्रस्तुत भाषण ध्वनि, 'सर' 'था, "था कि क्या पहचान है। somatosensory अकेले हालत में, वहाँ जो में कोई श्रवण उत्तेजना प्रतिभागियों नहीं 'सर' का जवाब देने के निर्देश दिए हैं, है।
    4. रिकार्ड भागीदार निर्णय और उत्तेजना प्रस्तुति के लिए सॉफ्टवेयर का उपयोग कुंजी प्रेस करने के लिए प्रोत्साहन शुरुआत से प्रतिक्रिया समय। आंख आंदोलन की वजह से कलाकृतियों को कम करने के लिए डिस्प्ले स्क्रीन पर एक निर्धारण बिंदु टकटकी करने के लिए भागीदार पूछो।
    5. एक छोटे से ब्रेक के लिए निर्धारण बिंदु हर 10 stimulations निकालें। (कार्य और उत्तेजना प्रस्तुति 12,13 का भी अन्य उदाहरण देखें)
  2. 512 हर्ट्ज पर ईआरपी रिकॉर्डिंग के लिए सॉफ्टवेयर शुरूयह भी ईआरपी डेटा के समय में उत्तेजना की शुरुआत के समय जो रिकॉर्ड नमूने,। यह भी उत्तेजना के प्रकार के बारे में जानकारी शामिल है जो उत्तेजना के समय टिकटों, उत्तेजना प्रस्तुति के लिए सॉफ्टवेयर से हर प्रोत्साहन के लिए भेजा जाता है कि ध्यान दें। (ईआरपी रिकॉर्डिंग के लिए और प्रोत्साहन प्रस्तुति के लिए) दो कार्यक्रमों के लिए एक समानांतर बंदरगाह के माध्यम से जुड़े हुए हैं कि दो अलग-अलग कंप्यूटरों पर चल रहे हैं।
  3. ट्रिगर इंतजार मोड के लिए somatosensory उत्तेजना के लिए सॉफ्टवेयर सेट और फिर उत्तेजना प्रस्तुति के लिए सॉफ्टवेयर को सक्रिय करने से उत्तेजना प्रस्तुति शुरू करते हैं। Somatosensory उत्तेजना के लिए सॉफ्टवेयर भी अन्य दो पीसी से एक अलग पीसी पर चल रहा है कि ध्यान दें। शर्त के अनुसार रिकार्ड 100 ERPs।
    नोट: somatosensory उत्तेजना के लिए एक ट्रिगर संकेत संवेदी उत्तेजना के लिए पीसी में एक डिजिटल आउटपुट डिवाइस से जुड़ा है कि एक एनालॉग इनपुट डिवाइस के माध्यम से प्राप्त होता है। एकल somatosensory उत्तेजना एक ट्रिगर प्रति उत्पादन किया जाता है। </ Li>

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Representative Results

इस अनुभाग में चेहरे की त्वचा की विकृति से उत्पन्न somatosensory उत्तेजना के जवाब में प्रतिनिधि घटना से संबंधित क्षमता प्रस्तुत करता है। प्रयोगात्मक सेटअप चित्रा 1 में प्रतिनिधित्व किया है। Sinusoidal उत्तेजना मौखिक कोण (संदर्भ के रूप में चित्रा 3 देखें) करने के लिए चेहरे की त्वचा पार्श्व करने के लिए लागू किया गया था। एक सौ खिंचाव परीक्षणों कुल में परीक्षण 12 प्रतिभागियों के साथ प्रत्येक भागीदार के लिए दर्ज किए गए। ऑफ़लाइन क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर विद्युत oculography संकेतों के आधार पर झपकाए और आंख आंदोलन कलाकृतियों के साथ परीक्षणों को हटाने के बाद (± 150 μV से अधिक), परीक्षणों के 85% से अधिक औसतन थे। ईईजी संकेतों एक 0.5-50 हर्ट्ज बैंड पास फिल्टर के साथ फ़िल्टर और सभी इलेक्ट्रोड भर में औसत के लिए फिर से संदर्भित किया गया। 2 चयनित प्रतिनिधि इलेक्ट्रोड से औसत somatosensory ईआरपी पता चलता है। ललाट क्षेत्रों में, शिखर नकारात्मक क्षमता 100-200 मिसे पुलिस पर प्रेरित किया गयासेंट प्रोत्साहन 200-300 मिसे पर एक सकारात्मक क्षमता के द्वारा पीछा शुरुआत। सबसे बड़ा प्रतिक्रिया midline इलेक्ट्रोड में मनाया गया। Somatosensory ईआरपी 15-18 के पिछले अध्ययनों से अलग है, कोई पहले विलंबता (<100 मिसे) क्षमता नहीं है। यह अस्थायी पैटर्न श्रवण उत्तेजना 19 निम्नलिखित ठेठ एन 1-P2 दृश्य करने के लिए नहीं बल्कि समान है। बाएँ और दाएँ गोलार्द्ध में इलेक्ट्रोड की इसी जोड़ी के बीच तुलना में, अस्थायी पैटर्न शायद द्विपक्षीय उत्तेजना के कारण काफी समान है।

आकृति 1
चित्रा 1. प्रायोगिक स्थापना। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चित्रा 2. घटना से संबंधित क्षमता मेंचेहरे की त्वचा में खिंचाव के द्वारा उत्पादित somatosensory उत्तेजना के जवाब। ERPs प्रतिनिधि इलेक्ट्रोड से प्राप्त किया गया। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

पहला परिणाम उत्तेजना के समय भाषण प्रसंस्करण 12 के दौरान multisensory बातचीत कैसे प्रभावित करता है पता चलता है। इस अध्ययन में, तंत्रिका प्रतिक्रिया बातचीत अलग से प्रस्तुत unisensory उत्तेजनाओं को ERPs के बीजीय राशि के साथ somatosensory-श्रवण उत्तेजना जोड़े का उपयोग कर प्राप्त ERPs की तुलना द्वारा पाए गए। श्रवण-somatosensory stimulations के पैटर्न चित्रा 3 ए में प्रतिनिधित्व कर रहे हैं। चित्रा 3 बी somatosensory-श्रवण उत्तेजना जोड़े (लाल रेखा) के जवाब में घटना से संबंधित क्षमता के पैटर्न से पता चलता है। काला लाइन प्रतिनिधिव्यक्तिगत unisensory श्रवण और somatosensory ERPs के योग टीएस। तीन पैनलों दो प्रोत्साहन onsets के बीच समय अंतराल के अनुरूप: somatosensory शुरुआत (बाएं), एक साथ (बीच में) और 90 मिसे अंतराल (सही) का 90 मिसे नेतृत्व। Somatosensory उत्तेजना श्रवण शुरू होने से पहले 90 मिसे प्रस्तुत किया गया था, तब बनती है और अभिव्यक्त किया प्रतिक्रियाओं (चित्रा 3 बी में बाईं पैनल) के बीच एक अंतर है। इस बातचीत के प्रभाव धीरे-धीरे somatosensory और श्रवण सूचनाओं के बीच समय अंतराल के एक समारोह के रूप में कम हो जाती है (चित्रा 3 बी में दो बिंदीदार लाइनों के बीच परिवर्तन देखें)। परिणाम somatosensory-श्रवण बातचीत गतिशील उत्तेजना के समय के साथ संशोधित किया गया है कि प्रदर्शित करता है।

चित्र तीन

चित्रा 3. घटना से संबंधित क्षमता एक somatosensory-श्रवण intera प्रतिबिंबितभाषण धारणा के संदर्भ में ction। यह आंकड़ा इतो से somatosensory और श्रवण stimulations की एट अल। 12 (ए) के अस्थायी पैटर्न संशोधित किया गया है। इलेक्ट्रोड PZ पर तीन समय की स्थिति (सीसा, एक साथ, और अंतराल) में संयुक्त somatosensory और श्रवण उत्तेजना के लिए (बी) घटना से संबंधित क्षमता। लाल रेखा बनती ERPs करने प्रतिक्रियाएं दर्ज प्रतिनिधित्व करता है। धराशायी लाइन somatosensory और श्रवण ERPs के योग प्रतिनिधित्व करता है। ऊर्ध्वाधर बिंदीदार रेखा "जोड़ी" और "योग" प्रतिक्रियाओं के बीच मतभेद का आकलन किया जाता है, जिसमें somatosensory शुरू होने के बाद एक अंतराल 160-220 मिसे परिभाषित करते हैं। तीर श्रवण शुरुआत प्रतिनिधित्व करते हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

अगले परिणाम यह दर्शाता है कि somatosensory ईआरपी increa के आयामभाषण 13 को सुन के जवाब में सत्र। somatosensory उत्तेजना के पैटर्न के रूप में उपरोक्त में ही है। 4 छोड़ दिया ज्ञानेन्द्रिय क्षेत्र पर इलेक्ट्रोड (FC3, FC5, सी 3) में बंद लाइन विश्लेषण में खोपड़ी वर्तमान घनत्व 20 में परिवर्तित कर दिया जाता है, जो somatosensory ERPs, पता चलता है। प्रतिभागियों पृष्ठभूमि लगता निरंतर की उपस्थिति में भाषण को सुनने जबकि Somatosensory घटना से संबंधित क्षमता दर्ज किए गए। भाषण, गैर भाषण लगता है, गुलाबी-शोर और 13 मूक: अध्ययन चार पृष्ठभूमि की स्थिति का परीक्षण किया। परिणाम तीन अन्य की स्थिति की तुलना में काफी अधिक था भाषण ध्वनियों को सुनने के दौरान somatosensory घटना से संबंधित क्षमता के आयाम संकेत दिया। अन्य तीन स्थितियों के लिए आयाम में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं था। 4B चित्रा अलग अलग परिस्थितियों में सामान्यीकृत शिखर आयाम से पता चलता है। परिणाम भाषण सुनने बदल somatosensory प्रोसेसिंग एसोसिएशन लगता है कि इंगित करता है चेहरे की त्वचा की विकृति के साथ पैदा।

चित्रा 4
भाषण के कारण somatosensory घटना से संबंधित क्षमता 4. संवर्धन लगता चित्रा। ERPs चार पृष्ठभूमि ध्वनि की स्थिति (मौन, गुलाबी शोर, भाषण और गैर भाषण) के तहत दर्ज किए गए। यह आंकड़ा इतो, एट अल से संशोधित किया गया है। 13 बाएं मोटर और premotor कोर्टेक्स ऊपर क्षेत्र में somatosensory घटना से संबंधित क्षमता (ए) टेम्पोरल पैटर्न। हर रंग एक अलग पृष्ठभूमि ध्वनि हालत से मेल खाती है। ERPs वर्तमान घनत्व 20 खोपड़ी के लिए परिवर्तित किया गया। Somatosensory ERPs के पहले चोटी के साथ जुड़े Z स्कोर परिमाण में (बी) के अंतर। त्रुटि सलाखों प्रतिभागियों भर मानक त्रुटियाँ हैं। हर रंग पैनल ए, के रूप में अलग अलग पृष्ठभूमि ध्वनि की स्थिति से मेल खाती हैकॉम / फ़ाइलें / ftp_upload / 53,621 / 53621fig4large.jpg "लक्ष्य =" _blank "> यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Discussion

यहां बताया अध्ययनों से चेहरे की त्वचा विरूपण द्वारा निर्मित है कि ठीक नियंत्रित somatosensory उत्तेजना कॉर्टिकल ERPs लाती है कि सबूत प्रदान करते हैं। त्वचीय afferents मानव अंग आंदोलन 5,6 और भाषण आंदोलन 7,8,21 में kinesthetic जानकारी 3,4 की एक समृद्ध स्रोत के रूप में जाना जाता है। बोलने के दौरान वास्तविक आंदोलन की दिशा को दर्शाता है कि एक तरह से चेहरे की त्वचा की टूटती इसी आंदोलन करने के लिए इसी तरह की एक kinesthetic भावना लाती है। ठीक नियंत्रित त्वचा खिंचाव और ईआरपी रिकॉर्डिंग के संयोजन वर्तमान पद्धति भाषण व्यवहार की एक विस्तृत श्रृंखला के दौरान orofacial समारोह के तंत्रिका आधार जांच करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

यांत्रिक उत्तेजना और एक साथ ईईजी रिकॉर्डिंग का उपयोग करना, यह विरूपण साक्ष्य के लिए चल रहे संकेतों पर नजर रखने के लिए महत्वपूर्ण है। तार ईईजी इलेक्ट्रोड और तारों के करीब स्थित हैं त्वचा में खिंचाव के लिए प्रयोग किया जाता है के बाद से विशेष रूप से, बिजली की संभावना हैअल और गति कलाकृतियों ईईजी संकेतों में प्रेरित किया जा रहा है। यह विरूपण साक्ष्य electrophysiological प्रतिक्रिया के साथ तुलना में, क्योंकि अपेक्षाकृत बड़े आयाम और कम आवृत्ति की अलग पहचाना है। रिकॉर्डिंग से पहले, स्ट्रिंग विन्यास सहित उत्तेजना स्थापना की पहचान और कारण उत्तेजना के लिए किसी भी यांत्रिक कलाकृतियों को खत्म करने के लिए सावधानी से जाँच की जानी चाहिए। कलाकृतियों ऐसे छानने या आंख आंदोलन करने के लिए इसी तरह के स्वतंत्र घटक विश्लेषण 22 और पलक के रूप में पद सिग्नल प्रोसेसिंग, द्वारा हटाया जा सकता है, क्लीनर संकेतों हमेशा अधिक वांछनीय हैं।

somatosensory घटना से संबंधित क्षमता की पिछले अध्ययनों ज्यादातर यांत्रिक 23, बिजली के 18 या लेजर nociceptive उत्तेजना 15 का उपयोग कर उत्पादन किया गया था कि संक्षिप्त somatosensory उत्तेजनाओं का इस्तेमाल किया है। उत्तेजना के इन प्रकार से उत्पन्न होने वाली Somatosensory आदानों भाषण में किसी विशेष स्पष्टोच्चारण गति के साथ संबद्ध नहीं हैं, और इसलिए, वे नहीं हो सकता हैभाषण से संबंधित कॉर्टिकल प्रसंस्करण की जांच के लिए उपयुक्त है। Möttönen, एट अल। 17 भाषण ध्वनियों को सुनने के दौरान दोहन सरल होंठ का उपयोग कर magnetoenchalographic somatosensory क्षमता का एक परिवर्तन दिखाने में असफल रहे थे। इसके विपरीत, चेहरे की त्वचा के विकार भाषण स्पष्टोच्चारण गति 21 और ज्ञानेन्द्रिय रूपांतरण 7 के साथ संयोजन के रूप में होता है, जो कि इसी तरह kinesthetic इनपुट प्रदान करता है। इन उत्तेजनाओं भी भाषण अवधारणात्मक प्रसंस्करण 1,14 के साथ बातचीत। वर्तमान त्वचा खिंचाव गड़बड़ी से somatosensory ईआरपी somatosensory उत्तेजना के लिए वर्तमान में उपलब्ध अन्य तरीकों से भी भाषण से संबंधित कॉर्टिकल प्रसंस्करण की जांच के लिए अधिक उपयुक्त है। कई अलग अलग विशेषताओं वर्तमान त्वचा खिंचाव उत्तेजना और पिछले विधियों के बीच पाया गया। स्रोत स्थान सहित आगे की जांच की आवश्यकता है।

चेहरे की त्वचा की विकृति टी होता है यद्यपिओ भाषण प्रस्ताव 8 के दौरान डिग्री बदलती, मौखिक कोण करने के लिए त्वचा पार्श्व घनी त्वचीय mechanoreceptors 10,24 साथ innervated है और भाषण के दौरान त्वचा खिंचाव का पता लगाने के लिए मुख्य रूप से जिम्मेदार हो सकता है। मुंह के कोनों पर त्वचा भाषण मोटर नियंत्रण और भाषण मोटर सीखने के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो सकता है। त्वचा के खिंचाव केवल एक ही दिशा में और ईईजी सत्र के प्रति एक स्थान पर किया जा सकता है, क्योंकि वर्तमान दृष्टिकोण कुछ हद तक सीमित है। एक ईईजी सत्र में कई दिशाओं और / या कई स्थानों के लिए एक अधिक जटिल त्वचा विकृति का प्रयोग और मूल्यांकन के भाषण प्रसंस्करण में somatosensation की विशिष्ट भूमिका में आगे अंतर्दृष्टि प्रदान करेगा।

भाषण उत्पादन और धारणा 25-27 में अभ्यावेदन की प्रकृति और प्रसंस्करण के विषय में भाषण संचार के अध्ययन में लंबे समय से चली आ रही हितों रहे हैं। दर्पण न्यूरॉन्स 28,29 की खोज की है कि विचार प्रबलित मोटर मज़ाctions भाषण धारणा में शामिल कर रहे हैं। भाषण ध्वनियों की मोटर प्रणाली (या मोटर और premotor कोर्टेक्स) के शामिल होने की भी धारणा में 30-35 जांच की गई है। फिर भी, भाषण उत्पादन और धारणा के बीच की कड़ी अभी भी खराब समझा जाता है। भाषण धारणा पर संभव somatosensory प्रभावों तलाश हमें भाषण धारणा और उत्पादन के तंत्रिका ठिकानों को समझने में मदद, और वे ओवरलैप या लिंक है कि क्या कर सकते हैं। somatosensory समारोह नियमन करने के लिए मौजूदा तकनीक जांच के इस महत्वपूर्ण क्षेत्र की जांच करने के लिए एक नए उपकरण प्रदान की गई है। मौजूदा तकनीक इसे और अधिक आम तौर पर somatosensory समारोह की जांच में इस्तेमाल किया जा सकता है कि अतिरिक्त लाभ दिया है और यह कैसे तंत्रिका प्रसंस्करण में अन्य संवेदी तौर तरीकों के साथ सूचना का आदान प्रदान।

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Acknowledgements

यह काम बहरापन और अन्य संचार विकार अनुदान R21DC013915 और R01DC012502, प्राकृतिक विज्ञान और कनाडा के इंजीनियरिंग अनुसंधान परिषद और यूरोपीय समुदाय के सातवें फ्रेमवर्क कार्यक्रम (FP7 / 2007-2013 अनुदान समझौते के कोई तहत यूरोपीय अनुसंधान परिषद पर राष्ट्रीय संस्थान द्वारा समर्थित किया गया। 339,152 )।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
EEG recording system Biosemi ActiveTwo
Robotic decice for skin stretch Geomagic Phantom Premium 1.0
EEG-compatible earphones Etymotic research ER3A
Software for visual and auditory stimulation Neurobehavioral Systems Presentation
Electrode gel Parker Laboratories, INC Signa gel
Double sided tape 3M 1522
Disposable syringe Monoject 412 Curved Tip
Analog input device National Instuments  PCI-6036E
Degital output device Measurement computing USB-1208FS

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References

  1. Ito, T., Tiede, M., Ostry, D. J. Somatosensory function in speech perception. Proc Natl Acad Sci U S A. 106, 1245-1248 (2009).
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