Eine Methode zur Anpassung an den links-rechts studieren umgekehrt Audition
Summary
Die vorliegende Studie schlägt ein Protokoll, um die Anpassung an den rechts-links-umgekehrte Vorsprechen erreicht nur von tragbaren Geräten untersuchen mit Neuroimaging, was kann ein wirksames Instrument zur Aufdeckung der Anpassungsfähigkeit des Menschen an eine neue Umgebung, in der auditiven Bereich.
Abstract
Ein ungewöhnliche sensorische Raum ist eines der wirksame Instrumente, um den Mechanismus der Anpassungsfähigkeit des Menschen an eine neue Umgebung zu entdecken. Obwohl die meisten der bisherigen Studien Spezialbrillen mit Prismen verwendet, um ungewöhnliche Räume in den visuellen Bereich zu erreichen, hat eine Methodik für das Studium der Anpassung an ungewöhnliche akustische Räume noch nicht vollständig hergestellt werden. Diese Studie schlägt vor, ein neues Protokoll zum Aufbau, zu validieren und eine rechts-links-umgekehrte Stereo System mit nur tragbare Geräte zu verwenden und die Anpassung an den links-rechts studieren umgekehrt Vorsprechen mit Hilfe von Neuroimaging. Obwohl einzelne akustische Eigenschaften sind noch nicht implementiert, und leichte Spillover unreversed Sounds relativ unkontrollierbare ist, zeigt der konstruierten Apparat Hochleistungs in eine 360° Schallquelle Lokalisierung gepaart mit Anhörung Eigenschaften mit etwas Verspätung. Außerdem, es sieht aus wie eine mobile Musik-Player und kann einen Teilnehmer auf das tägliche Leben zu konzentrieren, ohne Neugier wecken oder die Aufmerksamkeit von anderen Personen. Da die Auswirkungen der Anpassung auf Wahrnehmungs-, Verhaltens- und neuronaler Ebene erfolgreich erkannt wurden, wird der Schluss gezogen, dass dieses Protokoll eine viel versprechende Methode stellt für Anpassung an rechts-links-umgekehrte Vorsprechen zu studieren, und ein wirksames Instrument für ist die Anpassungsfähigkeit des Menschen an eine neue Umgebungen im auditiven Bereich aufdecken.
Introduction
Anpassungsfähigkeit an eine neue Umgebung gehört zu den grundlegenden Funktionen für den Menschen, robust in jeder Situation zu leben. Ein wirksames Instrument für die Aufdeckung des Mechanismus der Klimaanpassungsfähigkeit beim Menschen ist eine ungewöhnliche sensorische Raum, der durch Apparate künstlich erzeugt wird. In den meisten der bisherigen Studien, die sich mit diesem Thema beschäftigen haben spezielle Brille mit Prismen verwendet, um zu erreichen rechts-links-umgekehrte Vision1,2,3,4,5 oder oben-unten umgekehrte Vision6,7. Darüber hinaus ergab Exposition gegenüber solchen Vision von wenigen Tagen bis zu mehr als einem Monat Wahrnehmungs- und Verhaltensstörungen Anpassung1,2,3,4,5, 6 , 7 (z.B. Fähigkeit Reiten ein Fahrrad2,5,7). Darüber hinaus regelmäßige Messungen der Aktivität des Gehirns mit Neuroimaging Techniken, z. B. Elektroenzephalographie (EEG)1Magnetoenzephalographie (MEG)3und funktionelle Kernspintomographie (fMRI)2, 4,5,7, haben Änderungen in der neuronalen Aktivität zugrunde liegen die Anpassung (z. B., bilaterale visuellen Aktivierung für einseitige visuelle Stimulation4, erkannt ( 5). Obwohl der Teilnehmer aussehen zu einem gewissen Grad seltsam wird und für den Betrachter des Teilnehmers Verkehrssicherungspflicht ist größte Vorsicht geboten, umgekehrte Vision mit Prismen bietet präzise dreidimensionale (3D) visuelle Informationen ohne jede Verzögerung in gewissem Sinne tragbar. Daher ist die Methodik für die Aufdeckung des Mechanismus der Klimaanpassungsfähigkeit relativ in den visuellen Bereich etabliert.
Im Jahre 1879 schlug Thompson ein Konzept des Pseudophone, “ein Instrument für die Untersuchung von der Gesetzen der binauralen Vorsprechen durch die Illusionen, die sie in die akustische Wahrnehmung des Raumes produziert”8. Allerdings wurden im Gegensatz zu den visuellen Fällen1,2,3,4,5,6,7, einige Versuche unternommen, die Anpassung an ungewöhnlichen zu studieren akustische Räume und keine spürbaren Kenntnis hat bis heute erhalten. Trotz einer langen Geschichte der Entwicklung von virtuellen auditive zeigt9,10sind tragbare Geräte zur Steuerung von 3D Vorsprechen selten entwickelt worden. Nur wenige Berichte untersucht daher die Anpassung an den rechts-links-umgekehrte Vorsprechen. Eine traditionelle Apparatur aus ein paar besteht gebogene Trompeten, die gekreuzt und eingefügt in die Gehörgänge des Teilnehmers in einem umgekehrt Weise11,12. In 1928, Young zunächst berichtete die Verwendung dieser überquerte Trompeten und trug sie kontinuierlich für 3 Tage bei den meisten oder insgesamt 85 h, Anpassung an rechts-links-umgekehrte Vorsprechen zu testen. Willey Et al. 12 erneut die Anpassung in drei Teilnehmer tragen die Trompeten für 3, 7 und 8 Tage, bzw. getestet. Die gebogene Trompeten leicht rechts-links-umgekehrte Vorsprechen vorgesehen, aber hatte ein Problem mit der Zuverlässigkeit der räumliche Genauigkeit, Tragbarkeit und seltsam aussehen. Eine erweiterte Apparat für die umgekehrte Audition ist ein elektronisches System, das in dem linken und rechten Kopf/Ohrhörer und Mikrofone umgekehrt angeschlossenen13,14sind. Ohtsubo Et al. 13 erreicht auditive Umkehr mit ersten jemals binaural Kopfhörer-Mikrofone, die an einem festen Verstärker angeschlossen waren und bewertet ihre Leistung. In jüngerer Zeit, Hofman Et al. 14 vernetzt füllen-in-Kanal Hörgeräte und Anpassung in zwei Teilnehmer, die die Hilfen für 49 h jeweils in 3 Tagen und 3 Wochen trug getestet. Obwohl diese Studien hohe Leistung der Schallquelle Lokalisierung im vorderen auditiven Bereich gemeldet haben, die Schallquelle Lokalisierung in dem Backfield und eine mögliche Verzögerung der elektrischen Geräte nie ausgewertet wurden. Vor allem in Hofman Et Al.” s-Studie wurde der räumlichen Leistung der Hörgeräte für die Front 60 ° im Kopf fixiert Zustand und für die vorderen 150° im Kopf-freie Zustand, was auf unbekannte Omniazimuth Leistung garantiert. Darüber hinaus kann der Expositionszeit zu kurz, um Phänomene im Zusammenhang mit der Anpassung im Vergleich zu den längeren Fällen umgekehrte Vision2,4,5zu erkennen sein. Keine dieser Studien haben bildgebende Verfahren mit Hirnaktivität gemessen. Daher könnte die Unsicherheit in räumlich-zeitliche Genauigkeit, kurze Belichtungszeiten Perioden und die Nichtinanspruchnahme des Neuroimaging Gründe für die geringe Zahl der Berichte und die begrenzte Menge an Wissen über Anpassung, rechts-links-umgekehrte Vorsprechen.
Dank der jüngsten Fortschritte in tragbare Schalltechnik umgekehrt Aoyama und Kuriki15 ist es gelungen, bei der Konstruktion einer rechts-links-3D Audition verwenden nur tragbare Geräte, die vor kurzem zur Verfügung und erreicht das Omniazimuth-System mit hoher räumlich-zeitliche Genauigkeit. Darüber hinaus stellte ca. 1 Monat Belastung durch umgekehrte Vorsprechen mit der Vorrichtung einige repräsentative Ergebnisse für MEG Messungen. Auf der Grundlage dieses Berichts beschreiben wir in diesem Artikel ein detailliertes Protokoll einzurichten, zu validieren und nutzen das System, und die Anpassung an den links-rechts testen umgekehrt Vorsprechen mit Hilfe von Neuroimaging, die ohne das System in regelmäßigen Abständen durchgeführt wird. Dieser Ansatz gilt für die Aufdeckung der Anpassungsfähigkeit der Menschen auf eine neue Umgebung im auditiven Bereich.
Protocol
Representative Results
Discussion
Das vorgeschlagene Protokoll zielte darauf ab, eine Methodik zur Anpassung an die rechts-links-umgekehrte Vorsprechen als ein wirksames Instrument zur Aufdeckung der Anpassungsfähigkeit des Menschen zu einer neuartigen auditive Umwelt studieren entwickeln. Wie die repräsentativen Ergebnisse belegt, erreicht konstruierten Apparat rechts-links-umgekehrte Vorsprechen mit hoher räumlich-zeitliche Genauigkeit. Obwohl die früheren Apparate für umgekehrte Vorsprechen11,1…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde teilweise durch einen Zuschuss von JSPS KAKENHI Grant Nummer JP17K00209 unterstützt. Der Autor dankt Takayuki Hoshino und Kazuhiro Shigeta für technische Hilfe.
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/ |
Riferimenti
- 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).
