שיטה ללמוד ההסתגלות משמאל הפוך האודישן
Summary
המחקר הנוכחי מציעה פרוטוקול לחקור את ההסתגלות משמאל האודישן הפוכה מושגת רק על ידי מכשירים שכאלו, באמצעות דימות מוחי, אשר יכול להיות כלי יעיל עבור לחשוף את יכולת ההתאמה של בני אדם לסביבה הרומן ב תחום השמיעה.
Abstract
שטח חושית יוצאת דופן היא אחד הכלים יעיל כדי לחשוף את המנגנון של הסתגלות של בני אדם לסביבה הרומן. אמנם רוב המחקרים הקודמים השתמשו משקפיים מיוחדים עם מנסרות כדי להשיג רווחים יוצאי דופן בתחום החזותי, מתודולוגיה ללמוד ההסתגלות לחללים השמיעה יוצא דופן טרם שתוקם באופן מלא. מחקר זה מציע פרוטוקול חדש שיבנו, לאמת, ולהשתמש משמאל הפוכה סטריאופונית מערכת המשתמשת רק מכשירים שכאלו, וביטל ללמוד את ההסתגלות משמאל לאודישן עם העזרה של דימות מוחי. למרות המאפיינים האישיים אקוסטית טרם יושמו, והתאמת קלה של צלילים unreversed היא יחסית בלתי נשלטת, המנגנון נבנה מציגה ביצועים גבוהים בלוקליזציה מקור הקול 360 מעלות משולב עם שמיעה המאפיינים עם השהיה קטן. יתר על כן, זה נראה כמו נגן מוזיקה נייד ומאפשר משתתף להתמקד בחיי היומיום מבלי לעורר סקרנות או למשוך תשומת לב של אנשים אחרים. מאז ההשפעות של הסתגלות אותרו בהצלחה ברמות תפיסתי התנהגותי, עצביות, הוא הסיק כי פרוטוקול זה מספק מתודולוגיה מבטיח ללמוד ההסתגלות האודישן הפוכה משמאל, הוא כלי יעיל עבור לחשוף את יכולת ההתאמה של בני אדם סביבות חדשניים בתחום השמיעה.
Introduction
הסתגלות לסביבה הרומן היא אחת הפונקציות הבסיסיות עבור בני אדם לחיות robustly בכל מצב. כלי אפקטיבי אחד לחשוף את המנגנון של הסתגלות סביבתית בבני אדם הוא שטח חושית יוצאת דופן באופן מלאכותי המיוצר על ידי מנגנוני. ברוב המכריע של המחקרים הקודמים העוסקים בנושא זה, משקפיים מיוחדים עם מנסרות שימשו כדי להשיג את החזון הפוכה משמאל1,2,3,4,5 או מעלה-מטה להפוך את החזון6,7. יתר על כן, החשיפה לחזון כזה של כמה ימים יותר מחודש חשף הסתגלות תפיסתיים והתנהגותיים1,2,3,4,5, 6 , 7 (למשל, היכולת לרכוב על אופניים2,5,7). יתר על כן, מדידות תקופתיות של פעילות המוח בטכניקות דימות מוחי, כגון אלקטרואנצפלוגרם (EEG)1, מגנטואנצפלוגרפיה (מג)3דימות תהודה מגנטי תפקודי (fMRI)2, 4,5,7, גילו שינויים בפעילות העצבית שבבסיס ההסתגלות (למשל, הפעלה חזותי הדו-צדדיים גירוי חזותי חד צדדית4, 5). למרות המראה של המשתתף הופך מוזר במידה מסוימת, זהירות רבה נדרשת עבור הצופה לשמור על הבטיחות של המשתתף, חזון הפוך עם מנסרות מספקת מדויק תלת מימדי (3D) מידע חזותי מבלי כל עיכוב באופן לביש. לכן, המתודולוגיה בשביל לחשוף את המנגנון של הסתגלות סביבתית מוקמת יחסית בתחום החזותי.
בשנת 1879, תומפסון הציע המושג של pseudophone, “כלי נגינה עבור חוקרים בהלכות האודישן binaural באמצעות אשליות שזה מייצר בתפיסת החלל האקוסטי”8. עם זאת, בניגוד המקרים חזותית1,2,3,4,5,6,7, כמה נעשים ניסיונות ללמוד את ההסתגלות יוצא דופן רווחים השמיעה והידע מורגש לא התקבל עד כה. למרות היסטוריה ארוכה של פיתוח וירטואלי מציג השמיעה9,10, מנגנוני לביש לשליטה האודישן 3D לעיתים רחוקות פותחו. לפיכך, רק כמה דוחות בחן את ההסתגלות האודישן הפוכה משמאל לימין. אחד המנגנון מסורתי מורכב זוג מעוקל חצוצרות חצה, מוכנס לתוך התעלות האוזן של המשתתף נהפוכו האופן11,12. בשנת 1928, יאנג דיווח קודם השימוש אלה חצה חצוצרות, לבשתי אותם באופן רציף במשך 3 ימים לכל היותר או סכום כולל של 85 h לבחון את ההסתגלות האודישן הפוכה משמאל לימין. Willey. et al. 12 מחדש את העיבוד של שלושה משתתפים לובש החצוצרות עבור 3, 7 ו- 8 ימים, בהתאמה. חצוצרות מעוקל בקלות סיפק אודישן הפוכה משמאל לימין, אבל הייתה בעיה עם האמינות של דיוק מרחבי wearability, מראה מוזר. מנגנון מתקדם יותר לאודישן הפוכה הינה מערכת אלקטרונית שבה הקווים ימין ועל שמאל של הראש/אוזניות ומיקרופונים הם מחוברים reversely13,14. . Ohtsubo et al. 13 מושגת היפוך שמיעתי באמצעות הראשון אי פעם binaural האוזניות-המיקרופונים היו מחוברים מגבר קבוע ולאחר הערכת הביצועים שלו. לאחרונה, הופמן. et al. 14 קישורים צולבים מכשירי שמיעה השלם-ב-canal ונבדק הסתגלות משתתפים שני לבשה על העזרים עבור 49 h ב 3 ימים ו- 3 שבועות, בהתאמה. למרות מחקרים אלה דיווחו על ביצועים גבוהים של מקור הקול לוקליזציה בתחום השמיעה קבלה, אף פעם לא הוערכו לוקליזציה מקור הקול התקלה, עיכוב פוטנציאלי של מכשירי חשמל. בפרט הופמן. ואח‘ s המחקר, ביצועי המרחבי מכשירי שמיעה היה מובטח עבור החזית ° 60 מצב הראש-קבוע, את הקבלה ° 150 בתנאי ללא הראש, מציע ביצועים omniazimuth לא ידוע. יתר על כן, תקופת החשיפה עשוי להיות קצר מדי כדי לזהות תופעות הקשורות ההסתגלות לעומת יותר במקרים של חזון הפוך2,4,5. שאף אחד מהמחקרים הללו יש למדוד פעילות המוח בטכניקות דימות מוחי. לכן, הוודאות ייתכן דיוק, התקופות חשיפה קצרה ו אי-הניצול של דימות מוחי יכול לנבוע מסיבות המספר הקטן של דוחות וכמות מוגבלת של ידע על הסתגלות כדי האודישן הפוכה משמאל לימין.
בזכות ההתקדמות הטכנולוגית אקוסטית לביש האחרונות, איואמה, Kuriki15 הצליחו בניית משמאל לימין הפוך האודישן תלת-ממד באמצעות מכשירים שכאלו רק לאחרונה הפך זמין, השיגו את מערכת omniazimuth עם גבוה ייתכן דיוק. יתר על כן, כ 1-חודש חשיפה הפוכה האודישן שימוש במנגנון הציג כמה תוצאות נציג למדידות מג. בהתבסס על דו ח זה, אנו מתארים, במאמר זה, פרוטוקול מפורט שיבנו, לאמת, להשתמש במערכת, וביטל לבחון את ההסתגלות משמאל לאודישן עם העזרה של דימות מוחי שמתבצע מעת לעת ללא המערכת. גישה זו יעילה עבור לחשוף את יכולת ההתאמה של בני אדם לסביבה חדשניים בתחום השמיעה.
Protocol
Representative Results
Discussion
הפרוטוקול המוצע נועדו ליצור מתודולוגיה ללמוד ההסתגלות האודישן הפוכה משמאל לימין כמו כלי יעיל עבור לחשוף את יכולת ההתאמה של בני אדם לסביבה השמיעה הרומן. כפי שמעידים התוצאות נציג, המנגנון נבנה מושגת האודישן הפוכה משמאל לימין עם זמן-מרחבי רמת דיוק גבוהה. אמנם מנגנוני הקודם על ההפוכות האודיש…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו מומן בחלקו על ידי מענק של JSPS KAKENHI גרנט מספר JP17K00209. המחבר תודה טקיוקי Hoshino ו קאזוהירו Shigeta לקבלת סיוע טכני.
Materials
| Linear pulse-code-modulation recorder | Sony | PCM-M10 | |
| Binaural microphones | Roland | CS-10EM | |
| Binaural in-ear earphones | Etymotic Research | ER-4B | |
| Digital angle protractor | Wenzhou Sanhe Measuring Instrument | 5422-200 | |
| Plane-wave speaker | Alphagreen | SS-2101 | |
| Video camera | Sony | HDR-CX560 | |
| MATLAB | Mathworks | R2012a, R2015a | R2012a for stimulation and R2015a for analysis |
| Psychophysics Toolbox | Free | Version 3 | http://psychtoolbox.org |
| Insert earphones | Etymotic Research | ER-2 | |
| Magnetoencephalography system | Neuromag | Neuromag-122 TM | |
| Electroencephalography system | Brain Products | acti64CHamp | |
| MNE | Free | MNE Software Version 2.7, MNE 0.13 |
https://martinos.org/mne/stable/index.html |
| The Multivariate Granger Causality Toolbox | Free | mvgc_v1.0 | http://www.sussex.ac.uk/sackler/mvgc/ |
Referencias
- Sugita, Y. Visual evoked potentials of adaptation to left-right reversed vision. Perceptual and Motor Skills. 79 (2), 1047-1054 (1994).
- Sekiyama, K., Miyauchi, S., Imaruoka, T., Egusa, H., Tashiro, T. Body image as a visuomotor transformation device revealed in adaptation to reversed vision. Nature. 407 (6802), 374-377 (2000).
- Takeda, S., Endo, H., Honda, S., Weinberg, H., Takeda, T. MEG recording for spatial S-R compatibility task under adaptation to right-left reversed vision. Proceedings of the 12th International Conference on Biomagnetism. , 347-350 (2001).
- Miyauchi, S., Egusa, H., Amagase, M., Sekiyama, K., Imaruoka, T., Tashiro, T. Adaptation to left-right reversed vision rapidly activates ipsilateral visual cortex in humans. Journal of Physiology Paris. 98 (1-3), 207-219 (2004).
- Sekiyama, K., Hashimoto, K., Sugita, Y. Visuo-somatosensory reorganization in perceptual adaptation to reversed vision. Acta psychologica. 141 (2), 231-242 (2012).
- Stratton, G. M. Some preliminary experiments on vision without inversion of the retinal image. Psychological Review. 3 (6), 611-617 (1896).
- Linden, D. E., Kallenbach, U., Heinecke, A., Singer, W., Goebel, R. The myth of upright vision. A psychophysical and functional imaging study of adaptation to inverting spectacles. Perception. 28 (4), 469-481 (1999).
- Thompson, S. P. The pseudophone. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science: Series 5. 5 (50), 385-390 (1879).
- Wenzel, E. M. Localization in virtual acoustic displays. Presence: Teleoperators & Virtual Environments. 1 (1), 80-107 (1992).
- Carlile, S. . Virtual Auditory Space: Generation and Applications. , (2013).
- Young, T. P. Auditory localization with acoustical transposition of the ears. Journal of Experimental Psychology. 11 (6), 399-429 (1928).
- Willey, C. F., Inglis, E., Pearce, C. H. Reversal of auditory localization. Journal of Experimental Psychology. 20 (2), 114-130 (1937).
- Ohtsubo, H., Teshima, T., Nakamizo, S. Effects of head movements on sound localization with an electronic pseudophone. Japanese Psychological Research. 22 (3), 110-118 (1980).
- Hofman, P. M., Vlaming, M. S., Termeer, P. J., van Opstal, A. J. A method to induce swapped binaural hearing. Journal of Neuroscience Methods. 113 (2), 167-179 (2002).
- Aoyama, A., Kuriki, S. A wearable system for adaptation to left-right reversed audition tested in combination with magnetoencephalography. Biomedical Engineering Letters. 7 (3), 205-213 (2017).
- Brainard, D. H. The Psychophysics Toolbox. Spatial Vision. 10 (4), 433-436 (1997).
- Pelli, D. G. The VideoToolbox software for visual psychophysics: transforming numbers into movies. Spatial Vision. 10 (4), 437-442 (1997).
- Kleiner, M., Brainard, D., Pelli, D. What’s new in Psychtoolbox-3?. Perception. 36 (14), (2007).
- Gramfort, A., et al. MEG and EEG data analysis with MNE-Python. Frontiers in Neuroscience. 7, 267 (2013).
- Gramfort, A., et al. MNE software for processing MEG and EEG data. NeuroImage. 86, 446-460 (2014).
- Barnett, L., Seth, A. K. The MVGC multivariate Granger causality toolbox: a new approach to Granger-causal inference. Journal of Neuroscience Methods. 223, 50-68 (2014).
- Green, D. M. Temporal auditory acuity. Psychological Review. 78 (6), 540-551 (1971).
- He, S., Cavanagh, P., Intriligator, J. Attentional resolution and the locus of visual awareness. Nature. 383 (6598), 334-337 (1996).
- Anton-Erxleben, K., Carrasco, M. Attentional enhancement of spatial resolution: linking behavioural and neurophysiological evidence. Nature Reviews Neuroscience. 14 (3), 188-200 (2013).
- Perrott, D. R., Saberi, K. Minimum audible angle thresholds for sources varying in both elevation and azimuth. Journal of the Acoustical Society of America. 87 (4), 1728-1731 (1990).
- Grantham, D. W., Hornsby, B. W., Erpenbeck, E. A. Auditory spatial resolution in horizontal, vertical, and diagonal planes. Journal of the Acoustical Society of America. 114 (2), 1009-1022 (2003).
- Xie, B. . Head-Related Transfer Function and Virtual Auditory Display. , (2013).
- Stenfelt, S. Acoustic and physiologic aspects of bone conduction hearing. Advances in Oto-Rhino-Laryngology. 71, 10-21 (2011).
- Zwiers, M. P., van Opstal, A. J., Paige, G. D. Plasticity in human sound localization induced by compressed spatial vision. Nature Neuroscience. 6 (2), 175-181 (2003).
- Huster, R. J., Debener, S., Eichele, T., Herrmann, C. S. Methods for simultaneous EEG-fMRI: an introductory review. Journal of Neuroscience. 32 (18), 6053-6060 (2012).
- Veniero, D., Vossen, A., Gross, J., Thut, G. Lasting EEG/MEG aftereffects of rhythmic transcranial brain stimulation: level of control over oscillatory network activity. Frontiers in Cellular Neuroscience. 9, 477 (2015).
