Usando l'elettromiografia facciale per valutare le reazioni del muscolo facciale tatto affettiva esperto e osservati in esseri umani

Summary

Descriviamo un protocollo per valutare l’attività del muscolo facciale in risposta alla stimolazione tattile con esperienza e osservata usando l’elettromiografia facciale.

Abstract

“Affettiva” tocco è creduto per essere trattati in maniera distinta dal touch discriminatorie e a coinvolgere l’attivazione delle fibre afferenti C-tattile (CT). Tocco che attiva in modo ottimale fibre CT è costantemente classificata come hedonically piacevole. Gruppi di pazienti con funzionamento socio-emotivo alterato anche mostrano tocco affettiva disordinata voti. Tuttavia, basandosi sulla valutazione auto-riferite di tocco ha molte limitazioni, tra cui le barriere di pregiudizi e comunicazione di richiamo. Qui, descriviamo un approccio metodologico per lo studio delle risposte affettive al tatto tramite facciale elettromiografia (EMG) che elude l’affidamento ai rating self-report. EMG facciale è un oggettivo, quantitativa e il metodo non invasivo per misurare l’attività del muscolo facciale indicativo di risposte affettive. Le risposte possono essere valutate attraverso le popolazioni sane e paziente senza la necessità di comunicazione verbale. Qui, mettiamo a disposizione due set di dati separato dimostrando quel tocco CT-ottimale e non ottimale suscitare reazioni distinte del muscolo facciale. Inoltre, le risposte EMG facciale siano coerenti modalità di stimolo, per esempio tattile (esperto tocco) e visual (osservato tocco). Infine, la risoluzione temporale di facciale EMG può rilevare le risposte su scale cronologiche che sostituisce quella del reporting verbale. Insieme, i nostri dati suggeriscono che EMG facciale è una metodologia adeguata per uso nella ricerca tattile affettiva che può essere utilizzato per integrare, o in alcuni casi, soppiantare, misure esistenti.

Introduction

C-tattile (CT) afferenze sono proposti per trasmettere la componente affettiva del tatto, che può essere distinto dagli aspetti discriminante di tocco elaborati tramite fibre Aβ^1,2. CT-mediata affettiva tocco è creduto per svolgere un ruolo integrale nel sociale comportamenti affiliativi³, che conduce a “pelle come organo sociale” ipotesi⁴. Fisica^5,6, inerente allo sviluppo⁷e psichiatrici^8,9 fattori possono influenzare elaborazione tocco CT-mediata. Così, che istituisce una misura oggettiva per quantificare le reazioni affettive CT-pertinenti tatto è fondamentale per consentire confronti tra popolazioni.

Negli ultimi anni, è stata acquisita una visione molto per quanto riguarda le caratteristiche di CT afferenze. Queste afferenze unmyelinated dimostrano una frequenza di infornamento a forma di U invertita, con velocità di 1-10 cm/s (“CT-ottimale”) suscitando la maggiore frequenza ed entrambe maggiori (“veloce non ottimale”) o minore velocità (“lento non ottimale”) suscitando ridotte ¹⁰di infornamento. CT frequenza di infornamento correla con le valutazioni auto-riferite di tocco “gradevolezza”, producendo una curva a forma di U invertita simile in piacevolezza valutazioni¹⁰. Inoltre, CT-afferenze anche rispondere più robustamente agli stimoli vicino pelle temperatura¹¹. Queste fibre inoltre mostrano la velocità di conduzione distinti. Le afferenze CT unmyelinated sono più lento² e la raffica di input afferente alla corteccia Mostra così un ritardo temporale rispetto alla velocità del più veloce, myelinated Aβ fibre^1,12. Affettiva e discriminante touch possono essere distinti anche a livello neurale. Mentre entrambi i tipi di tocco attivare aree somatosensoriali sovrapposte, tocco affettivo è più probabile attivare l’insula posteriore, mentre tocco discriminativo attiva aree sensorimotorie^{13,14,15 , 16}. questo modello di attivazione è costante se il tocco è direttamente sperimentato o semplicemente osservato¹⁷, suggerendo che tocco affettiva non è solo un processo di “bottom-up” guidato da attivazione fisica delle afferenze di CT, ma coinvolge anche ” Top-down”integrazione di elaborazione sensoriale multimodale.

Situazioni in cui CT elaborazione è carente o altrimenti atipiche anche ha fornito la comprensione del significato funzionale di queste afferenze. In un unico gruppo di pazienti con una mutazione ereditaria che interessa il gene β fattore di crescita del nervo, c’è una riduzione della densità delle sottili ed unmyelinated fibre nervose, tra cui afferenze di CT. Rispetto ai controlli sani, questi pazienti relazione tocco a CT-ottimale velocità come meno piacevole⁵. Lo scenario di converse è anche vero; i pazienti privi di fibre myelinated Aβ sono in grado di mantenere una debole sensazione di piacevole tocco trasportato dal CT ancora intatta afferenze⁶. Elaborazione anormale affettiva tocco non si limita solo alle istanze di cambiamenti fisici in CT-afferenze. Attraverso le popolazioni pazienti e sani, quelli superiori sullo spettro di tratti autistici segnalati voti ridotta piacevolezza del tocco⁸. Pazienti psichiatrici dimostrano anche ridotte voti edonistico del contatto affettivo, con una storia di maltrattamento infantile come uno dei predittori più coerenti di dysregulated affettiva tocco consapevolezza⁸. Disregolazione del sistema touchscreen basato su CT affettiva in nervosa di anorexia è stato anche segnalato⁹. Così sia fisici che psicologici fattori possono influenzare l’elaborazione affettiva tocco, e come tale, è assolutamente necessario stabilire metodologie che possono essere applicati a tutti gli individui in maniera equa e comparabile.

Intuizioni normo-tipici e dysregulated elaborazione affettiva hanno l’opportunità di fornire un’immagine più sfumata di molti gruppi di pazienti. Tuttavia, una limitazione potenziale di ricerca affettiva tocco è la necessità di valutazioni auto-riferite. A volte, self-report può essere inaffidabile¹⁸ e soggetto a recall bias¹⁹. Richieste di auto-rapporto psicologicamente possono rimuovere un partecipante dall’impostazione corrente, limitando la validità ecologica delle risposte e la loro rimozione temporaneamente dalla esperienza²⁰. Inoltre, self-report si basa su una solida comprensione linguistica e semantica, rendendo interculturale e inerente allo sviluppo diversi confronti (ad es. neonato e bambino-età individui) impegnativo. Per esempio, individui con una diagnosi di autismo spettro spesso mostrano le risposte comportamentali distinte al tatto²¹, ma possono anche avere difficoltà nel comunicare verbalmente²². Così, trovando metodi non invasivi per misurare le risposte al tocco che eludono una dipendenza self-report può tradurre, almeno, ad una migliore comprensione dei meccanismi di tocco affettiva e presso la maggior parte, romanzo intuizioni disregolazione della trasformazione sociale in popolazioni di pazienti.

Facciale elettromiografia (EMG) è un candidato adatto valutare oggettivamente risposte affettive al tatto. Esso è stato utilizzato per misurare le reazioni di valence-specifiche per visual²³, audiovisive²⁴, olfattivo²⁵e stimoli gustativi²⁶ . EMG facciale è un metodo sicuro e non invasivo, costituito da elettrodi di superficie che aderiscono al viso²⁷. Questi elettrodi di superficie registrano l’attività del muscolo facciale continuamente in tempo reale con sensibilità di scala tempo in decine di millisecondi. Di particolare interesse è il corrugatore del sopracciglio (“corrugatore”), che viene attivato quando aggrottando la fronte e si rilassa durante un sorriso. Di conseguenza, corrugatore attività ha una relazione lineare con valenza affettiva, con aumento della risposta agli stimoli negativi ed attività in diminuzione in risposta a stimoli positivi²⁸. Inoltre, lo zigomatico maggiore (“zigomatica”) è il muscolo attivato come angoli di sollevare la bocca in un sorriso. Il zygomatic Visualizza un pattern di attivazione “J-a forma di” con stimoli positivi, suscitando la risposta più grande e gli stimoli più negativi, suscitando una risposta maggiore di stimoli neutri²⁸. Registrazioni di EMG facciale di questi muscoli possono essere osservate anche quando gli stimoli sono presentati fuori consapevolezza cosciente o quando gli individui sono esplicitamente cercando di sopprimere le loro reazioni^29,30. D’importanza, EMG facciale può essere utilizzato da solo o in combinazione con auto-rapporto voti o altre registrazioni fisiologiche. Così, è una metodologia ideale per valutare reazioni affettive a stimolazione tattile^31,32.

In somma, EMG facciale può essere abbinato di self-report voti per determinare come CT-ottimale stimolazione tattile influenza l’attività del muscolo facciale come indicatore potenziale di risposta affettiva. Uno può sfruttare la frequenza di infornamento dipendente dalla velocità di CTs per applicare tocco a velocità ottimale di CT e non ottimale, e tocco può essere applicato sia per il braccio di CT-ricchi e il putativamente CT-manca palm. Confronto può essere fatto attraverso le modalità per determinare se le risposte affettive al tatto richiedono la stimolazione diretta o possono essere suscitate tramite una semplice osservazione, indicativi di elaborazione condivisa attraverso modalità sensoriali. Infine, dopo aver stabilito EMG facciale come una metodologia adeguata per studiare le reazioni affettive tatto affettiva, i ricercatori possono quindi esplorare come affettivo tocco elaborazione può essere influenzata da vari interventi (ad esempio, somministrazione di droga; l’esposizione di sforzo ), come cambia in tutto lo sviluppo⁷e come è influenzato dal rapporto del interagenti³³si tratti dysregulated in popolazioni cliniche⁸.

Protocol

Questo protocollo è basato su Mayo et al31 (esperimento 1) e Ree et al.32 (esperimento 2). Approvazione etica fu concesso dal comitato etico regionale di revisione, Linköping, Svezia (esperimento 1) e il comitato etico locale presso il dipartimento di psicologia, Università di Oslo, Norvegia (esperimento 2). 1. preparazione e Screening partecipante Reclutare i partecipanti che mancano di dispersioni visive tattili o non corrette e so…

Representative Results

CT-ottimale tocco suscita le risposte di EMG distinte rispetto al tocco veloce non ottimale attraverso le modalitàIl primo esperimento indirizzato sia la reattività EMG differenziale potrebbe essere rilevata in risposta a CT-ottimale (3 cm/s) e veloce non ottimale stimolazione tattile (30 cm/s) che era direttamente con esperienza (Figura 3) o semplicemente osservato (Figura 2 e Figura 3…

Discussion

Qui, segnaliamo sull’uso di facciale elettromiografia (EMG) come un metodo per studiare le risposte affettive tatto osservato e sperimentato. In precedenza, molti studi si sono concentrati sull’uso di auto-rapporto voti per caratterizzare la qualità affettiva di tocco. Tocco che attiva in modo ottimale CT afferenze (per es., 1-10 cm/s) è costantemente classificata come più piacevole di quanto sia veloce o più lento toccare velocità¹⁰. Al contrario, valutazioni di intensità sembrano tenere tr…

Materials

4mm Ag-AgCl sheilded reusable electrodes	Biopac	EL654
75mm goat hair brush	IN-EX Color AB	77062	Touch application; https://www.in-exfarg.se
8mm 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