Orofacial त्वचा खिंचाव उत्तेजना से Somatosensory घटना से संबंधित क्षमता
Summary
This paper introduces a method for obtaining somatosensory event-related potentials following orofacial skin stretch stimulation. The current method can be used to evaluate the contribution of somatosensory afferents to both speech production and speech perception.
Abstract
Cortical processing associated with orofacial somatosensory function in speech has received limited experimental attention due to the difficulty of providing precise and controlled stimulation. This article introduces a technique for recording somatosensory event-related potentials (ERP) that uses a novel mechanical stimulation method involving skin deformation using a robotic device. Controlled deformation of the facial skin is used to modulate kinesthetic inputs through excitation of cutaneous mechanoreceptors. By combining somatosensory stimulation with electroencephalographic recording, somatosensory evoked responses can be successfully measured at the level of the cortex. Somatosensory stimulation can be combined with the stimulation of other sensory modalities to assess multisensory interactions. For speech, orofacial stimulation is combined with speech sound stimulation to assess the contribution of multi-sensory processing including the effects of timing differences. The ability to precisely control orofacial somatosensory stimulation during speech perception and speech production with ERP recording is an important tool that provides new insight into the neural organization and neural representations for speech.
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।
Protocol
Representative Results
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 kinest…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
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
| 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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