Summary

前腕の間のテスト触覚マスキング

Published: February 10, 2016
doi:

Summary

Here we explore contralateral tactile masking between the forearms in which tactile detection thresholds are modulated by vibration applied to a remote site. The details of which remote sites have an effect can tell us about how the body is represented in the brain.

Abstract

Masking, in which one stimulus affects the detection of another, is a classic technique that has been used in visual, auditory, and tactile research, usually using stimuli that are close together to reveal local interactions. Masking effects have also been demonstrated in which a tactile stimulus alters the perception of a touch at a distant location. Such effects can provide insight into how components of the body’s representations in the brain may be linked. Occasional reports have indicated that touches on one hand or forearm can affect tactile sensitivity at corresponding contralateral locations. To explore the matching of corresponding points across the body, we can measure the spatial tuning and effect of posture on contralateral masking. Careful controls are required to rule out direct effects of the remote stimulus, for example by mechanical transmission, and also attention effects in which thresholds may be altered by the participant’s attention being drawn away from the stimulus of interest. The use of this technique is beneficial as a behavioural measure for exploring which parts of the body are functionally connected and whether the two sides of the body interact in a somatotopic representation. This manuscript describes a behavioural protocol that can be used for studying contralateral tactile masking.

Introduction

身体上の1つの場所での触覚刺激が別の場所にタッチの認識を変えるところ触覚マスキングがあります。これは、体表面に隣接する皮膚の領域との間の位置の相互作用を明らかにするためにフォンベーケーシ1によって開発技術、特に側方抑制、です。触覚マスクが長年にわたって広く研究されてきたが、研究は、主に電気刺激2、3、圧力4、および振動触覚刺激5,6を使用して同側触覚マスクを調べました。これとは対照的に、いくつかの研究は、マスキングとプローブサイトがはるかに除去することができる、反対側の触覚マスキングを見てきました。長距離触覚マスキング効果が手に鏡面対称点の間に示されており、5アーム 、7されている 9しかし、これらの研究は、主に手や指を見に制限されている7、10は 、全身のより広範な部分でほとんど無視されています。そのような長距離マスキング実験の目的は、脳における身体表現の構成要素が機能的に連結することができる方法を示すことです。ここでは、長距離触覚マスキングの現象が1前腕に加わる振動が反対の前腕に触覚感度のしきい値にどのような影響を与えるか調査することによって探求されています。しきい値は、刺激を検出するのに必要な最小の刺激を指します。私たちは、刺激が、時間の75%を検出した強度としてこれを定義します。私たちは、1前腕に触覚感度(閾値の逆数)は、身体の他の部分に振動刺激(マスク)の存在下で測定された触覚マスキング技術を使用していました。効果的なマスキングは、検出閾値すなわち増加、感度の低下によって明らかにされます。技術は、四肢の位置Oを変化させるなど、他の操作と組み合わせて使用​​することができますマスキングの有効性に及ぼす影響を調査するには、r動き。

ここでは、マスキング刺激として振動触覚刺激を使用します。これの利点は、刺激周波数、ひいては受容体タイプを調節することができるということです。技術は、プローブ、マスク、または両方として電気刺激を使用して痛みを見て拡張することができます。また、任意のサイトは、例えば、鍼治療部位の調査を可能にするマスキング部位として使用することができます。

Protocol

全ての実験は、ニューヨーク倫理委員会によって承認され、すべての参加者は、インフォームドコンセントフォームに署名しました。実験は、ヘルシンキ条約に従って行われました。 1.刺激触覚検出刺激 100ミリ秒、250 Hzの振動の触覚刺激を提供するために触覚器(1.17 "直径0.30"厚)を使用します。専用の触覚器を使用すると、移動量と印加電圧との?…

Representative Results

データの分析は、13で報告されました。前腕上(対照条件で測定されたしきい値に対して表さ)触覚感度が大幅に前腕の間で対側マスキング効果を実証し、(閾値が有意に増加した)振動触覚マスキング刺激が反対の腕( 図2A)に適用されたときに減少しました。効果はマスクとテストサイトが一致したときに最大の効果が発生すると、マスキン?…

Discussion

ここで、対触覚マスクの詳細なプロトコルが記載されており、触覚の検出しきい値をテストするための技術を使用して、以前に公表された結果が示されています。この方法の利点は、しきい値がpsychophysically厳格な技術を用いて測定していることです。 2-代替強制選択(2AFC)の手順では、回答の偏りに比較的鈍感であるため、注意の効果から。データのほとんどが閾値に近い刺激強度で収集?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

LRHは、カナダの自然科学と工学研究評議会(NSERC)によってサポートされていました。 SDは、部分的にプログラムを作成NSERCからサポートされていました。

Materials

C-2 tactor ATAC Technology; Engineering Acoustics, Inc. http://www.atactech.com/PR_tactors.html
Magic Wand Hitachi http://magicwandoriginal.com/magic-wand-original/
FC5 Foot Pedals Yamaha Corporation http://ca.yamaha.com/en/products/music-production/accessories/footpedals/fc5/?mode=model
MATLAB The Mathworks, Inc. http://www.mathworks.com/products/matlab/
Velcro Velcro Industries B.V. http://www.velcro.com/

References

  1. von Békésy, G. . Sensory Inhibition. , (1967).
  2. Uttal, W. R. Inhibitory interaction of responses to electrical stimuli in the fingers. J. Comp. Physiol. Psych. 53 (1), 47-51 (1960).
  3. Schmid, E. Temporal aspects of cutaneous interaction with two-point electrical stimulation. J. Exp. Psychol. Gen. 61, 400-409 (1961).
  4. Abramsky, O., Carmon, A., Bentontt, A. L. Masking of and by tactile pressure stimuli. Percept. Psychophys. 10 (5), 353-355 (1971).
  5. Sherrick, C. E. Effects of double simultaneous stimulation of the skin. Am. J. Psychol. 77, 42-53 (1964).
  6. Gilson, R. D. Vibrotactile masking: effects of multiple maskers. Percept. Psychophys. 95 (4), 2213-2220 (1969).
  7. Braun, C., Hess, H., Burkhardt, M., Wühle, A., Preissl, H. The right hand knows what the left hand is feeling. Exp. Brain. Res. 162 (3), 366-373 (2005).
  8. Tamè, L., Farnè, A., Pavani, F. Spatial coding of touch at the fingers: Insights from double simultaneous stimulation within and between. Neurosci. Lett. 487 (1), 78-82 (2011).
  9. Tamè, L., Moles, A., Holmes, N. P. Within but not between hands interactions in vibrotactile detection thresholds reflect somatosensory receptive field organization. Front. Psychol. 5, 1-9 (2014).
  10. Harris, J. A., Diamond, M. E. Ipsilateral and contralateral transfer of tactile learning. Neuroreport. 11 (2), 263-266 (2000).
  11. Fechner, G. T. . Elemente der Psychophysik . , (1860).
  12. Watson, A., Pelli, D. QUEST-A Bayesian adaptive psychophysical method. Percept. Psychophys. 33, 113-120 (1983).
  13. D’Amour, S., Harris, L. R. Contralateral tactile masking between forearms. Exp. Brain. Res. 232 (3), 821-826 (2014).
  14. D’Amour, S., Harris, L. R. Vibrotactile masking through the body. Exp. Brain. Res. 232 (9), 2859-2863 (2014).
  15. Gescheider, G. A., Herman, D. D., Phillips, J. N. Criterion shifts in the measurement of tactile masking. Percept. Psychophys. 8, 433-436 (1970).
  16. Iwamura, Y., Tanaka, M., Iriki, A., Taoka, M., Toda, T. Processing of tactile and kinesthetic signals from bilateral sides of the body in the postcentral gyrus of awake monkeys. Behav. Brain. Res. 135 (1-2), 185-190 (2002).
  17. Killackey, H. P., Gould, H. J., Cusick, C. G., Pons, T. P., Kaas, J. H. The relation of corpus callosum connections to architectonic fields and body surface maps in sensorimotor cortex of new and old world monkeys. J. Comp. Neurol. 219 (4), 384-419 (1983).
  18. Reed, J. L., Qi, H. X., Kaas, J. H. Spatiotemporal properties of neuron response suppression in owl monkey primary somatosensory cortex when stimuli are presented to both hands. J. Neurosci. 31 (10), 3589-3601 (2011).
  19. Hlushchuk, Y., Hari, R. Transient suppression of ipsilateral primary somatosensory cortex during tactile finger stimulation. J. Neurosci. 26 (21), 5819-5824 (2006).
  20. Nihashi, T., et al. Contralateral and ipsilateral responses in primary somatosensory cortex following electrical median nerve stimulation–an fMRI study. Clin. Neurophysiol. 116 (4), 842-848 (2005).
  21. Tamè, L., et al. The contribution of primary and secondary somatosensory cortices to the representation of body parts and body sides: an fMRI adaptation study. J. Cognitive. Neurosci. 24 (12), 2306-2320 (2012).
  22. Tamè, L., Farnè, A., Pavani, F. Vision of the body and the differentiation of perceived body side in touch. Cortex. 49 (5), 1340-1351 (2013).
  23. Tamè, L., Pavani, F., Papadelis, C., Farnè, A., Braun, C. Early integration of bilateral touch in the primary somatosensory cortex. Hum. Brain. Mapp. 36 (4), 1506-1523 (2015).
  24. Gilson, R. D. Vibrotactile masking: Some spatial and temporal aspects. Percept. Psychophys. 5 (3), 176-180 (1969).
  25. Alliusi, E., Morgan, B., Hawkes, G. R. Masking of cutaneous sensations in multiple stimulus presentations. Percept. Motor. Skill. 20, 39-45 (1965).
  26. Geldard, F. A., Sherrick, C. E. Multiple cutaneous stimulation: The discrimination of vibratory patterns. J. Acoust. Soc. Am. 37, 797-801 (1965).
  27. Craig, J. C. Vibrotactile loudness addition. Percept. Psychophys. 1, 185-190 (1966).
check_url/kr/53733?article_type=t

Play Video

Cite This Article
D’Amour, S., Harris, L. R. Testing Tactile Masking between the Forearms. J. Vis. Exp. (108), e53733, doi:10.3791/53733 (2016).

View Video