Summary

Balle en mouvement avec une vitesse uniforme variable dans une tâche de synchronisation de métronome

Published: September 21, 2017
doi:

Summary

Ce protocole vise à introduire la demande d’une balle en mouvement avec une vitesse uniforme variable dans une tâche de synchronisation de métronome.

Abstract

Sensorimotrice synchronisation (SMS), une capacité humaine fondamentale à coordonner les mouvements avec les rythmes externes, a longtemps pensée modalité spécifique. Dans la tâche de synchronisation métronome canonique nécessitant tapant un doigt avec une séquence isochrone, une conclusion bien établie est que la synchronisation est beaucoup plus stable à une séquence sonore consistant en des tonalités auditives que pour un visuel séquence composée des flashs visuels. Toutefois, des études récentes ont montré que le déplacement périodiquement des stimuli visuels peut sensiblement améliorer synchronisation comparée avec des flashs visuels. En particulier, la synchronisation d’une balle en mouvement visuelle qui a une vitesse variable uniformément s’est avérée pour n’être ne pas moins stable que la synchronisation des signaux auditifs. Ici, le protocole actuel décrit l’application de la balle qui rebondit avec une vitesse uniforme variable dans une tâche de synchronisation de métronome. L’utilisation de la balle qui rebondit dans les séquences avec différents intervalles inter-apparition (IOI) est incluse. Les résultats représentatifs illustrent les performances de synchronisation de la balle qui rebondit, par rapport aux performances de tons auditifs et visuel clignote. Compte tenu de ses performances de synchronisation comparable à celle des signaux auditifs, la balle est particulièrement importante pour aborder le thème de recherche actuel de savoir si les mécanismes de modalité spécifique sous-jacent SMS.

Introduction

La synchronisation sensorimotrice (SMS) se réfère à la coordination des mouvements (par exemple, robinets de doigt) avec un rythme externe et est étudiée canoniquement en utilisant une tâche de synchronisation de métronome simple dans lequel le sujet est nécessaire pour exploiter un doigt le long de une séquence isochrones1,2. La supériorité de l’auditif sur modalité visuelle dans la synchronisation de métronome s’est imposée depuis plus d’un siècle : la synchronisation est beaucoup plus stable à une séquence sonore consistant en des tons auditifs (Figure 1 a) que pour une séquence visuelle consistant en des flashs visuels (Figure 1 b)1. Cet avantage auditif de synchronisation de métronome, cependant, a récemment été contesté par études employant régulièrement passer des stimuli visuels3,4,5,6 (Notez que périodiquement des stimuli visuels mobiles voir mouvements continus). Hove et coll. utilisé une séquence visuelle composée d’un haut-bas bar animée d’une vitesse constante et constaté que la synchronisation de la barre haut-bas est plus stable que la synchronisation des flashs visuels, mais était encore moins stable que la synchronisation des signaux auditifs3,6. Iversen et coll. employait une balle qui rebondit qui avait une vitesse variait selon une sinusoïde rectifiée et montrent que la synchronisation de la balle qui rebondit à proximité de la synchronisation des signaux auditifs5. Plus récemment, Gan et coll. utilisé une balle qui rebondit qui avait une vitesse uniforme variable (c.-à-d., simulant l’effet de la gravité) (Figure 1) et constaté que la synchronisation de la balle qui rebondit n’était pas moins stable que synchronisation des signaux auditifs4.

Le protocole actuel vise à introduire une procédure pour appliquer une balle qui rebondit avec une vitesse uniforme variable dans une tâche de synchronisation de métronome, tel que décrit dans le Gan et al. 4 la tâche de synchronisation de métronome comprend une séquence sonore composée de tons auditifs (à la séquence, la Figure 1 a) et une séquence visuelle composée de flashs visuels (séquence de VF, Figure 1 b), qui sont largement adoptées en SMS études1. Le troisième type de séquence dans la tâche est une séquence visuelle consistant en la balle qui rebondit (séquence de VB, Figure 1). Considérant que les mécanismes de la modalité spécifique ont longtemps été considérés à sous-couche SMS, tels que des liens plus serrés entre le cortex auditif et moteur qu’entre le visuel et le cortex moteur2, si SMS est la modalité spécifique a récemment attiré beaucoup recherche attention1,7. La balle qui rebondit tel que présenté dans le présent protocole est particulièrement utile pour aborder la question de la modalité en raison des performances de synchronisation comparable de la balle qui rebondit et tons auditifs. En outre, la synchronisation de métronome peut être avec souplesse effectuée sur une gamme limitée d’Iio (100-1 800 ms)8. Pour illustrer l’application de la balle qui rebondit pour différents IOI, le protocole actuel comprend un IOI de 600 ms (ce qui est approximativement l’IIO préférée) et un IOI 900-ms.

Figure 1
Figure 1 : Illustration des stimuli. L’objet robinets avec une séquence isochrone, qui se compose de sons auditifs (A: la séquence AT), visual clignotant boules (B: la séquence de la VF), ou une balle en mouvement visuelle (C: la séquence VB). En C, la vitesse et la trajectoire de la balle qui rebondit sont tracées en fonction du temps et sont indiqués par des lignes bleues et vertes, respectivement. La distance de mouvement de la balle en mouvement est de 9,2 mm et la vélocité maximum au point qui rebondit (c’est-à-direà la position de la balle le plus bas) est 0,061 mm/Mme huit événements dans une séquence IOI 600-ms sont indiqués. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Protocol

ce protocole a été approuvé par le Conseil institutionnel Review de psychologie département de Sun Yat-Sen University. Remarque : un programme personnalisé " BouncingBall " 9 est fournie pour l’accomplissement de ce protocole. Extraire le fichier " BouncingBall.zip " génère un répertoire " BouncingBall ", qui contient les fichiers des stimuli auditifs et visuels (voir Section 1 ci-dessous), un script " BouncingBall_run.m " p…

Representative Results

Un des résultats plus connus dans les études SMS est que la synchronisation de métronome est beaucoup plus stable à une séquence sonore composée de tons auditives que pour une séquence visuelle consistant en des flashs visuels1, suggérant des mécanismes de la modalité spécifique de SMS2. Cependant, les études récentes ont montré que déplacer périodiquement les stimuli visuels peut sensiblement améliorer la synchronisation pa…

Discussion

Ce protocole illustre comment examiner une balle qui rebondit avec une vitesse uniforme variable dans une tâche de synchronisation de métronome. Compte tenu de ses performances de synchronisation comparable à celle des signaux auditifs, la balle est particulièrement importante pour aborder le thème de recherche actuel si le SMS est modalité spécifique.

L’étape critique dans le protocole actuel est d’introduire l’uniformément variable vitesse de la balle qui rebondit, et des inst…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ce travail a été soutenu par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (31371129).

Materials

Psychtoolbox http://psychtoolbox.org 3.0.12
MATLAB MathWorks 7.11.0 (R2010b)
Adobe Photoshop Adobe Systems Adobe Photoshop CS6
computer monitor AOC G2460PQU/BR LCD
headphone PHILIPS SHM6500
computer keyboard Dell kb113t
smart phone Apple iphone6s
IBM SPSS Statistics IBM IBM SPSS Statistics 21

References

  1. Repp, B., Su, Y. H. Sensorimotor synchronization: A review of recent research (2006-2012). Psychon. Bull. Rev. 20, 403-452 (2013).
  2. Patel, A. D. The Evolutionary Biology of Musical Rhythm: Was Darwin Wrong?. PLoS Biol. 12, e1001821 (2014).
  3. Hove, M. J., Spivey, M. J., Krumhansl, C. L. Compatibility of motion facilitates visuomotor synchronization. J. Exp. Psychol. Hum. Percept. Perform. 36, 1525-1534 (2010).
  4. Gan, L., Huang, Y., Zhou, L., Qian, C., Wu, X. Synchronization to a bouncing ball with a realistic motion trajectory. Sci. Rep. 5, 11974 (2015).
  5. Iversen, J. R., Patel, A. D., Nicodemus, B., Emmorey, K. Synchronization to auditory and visual rhythms in hearing and deaf individuals. Cognition. 134, 232-244 (2015).
  6. Hove, M. J., Fairhurst, M. T., Kotz, S. A., Keller, P. E. Synchronizing with auditory and visual rhythms: An fMRI assessment of modality differences and modality appropriateness. NeuroImage. 67, 313-321 (2013).
  7. Iversen, J. R., Balasubramaniam, R. Synchronization and temporal processing. Curr. Opin. Behav. Sci. 8, 175-180 (2016).
  8. Repp, B. Rate Limits of Sensorimotor Synchronization. Adv. Cogn. Psychol. 2, 163-181 (2006).
  9. Fisher, N. I. . Statistical Analysis of Circular Data. , (1993).
  10. Berens, P. A MATLAB Toolbox for Circular Statistics. J. Stat. Softw. 31, (2009).
  11. Patel, A. D., Iversen, J. R., Chen, Y., Repp, B. H. The influence of metricality and modality on synchronization with a beat. Exp. Brain Res. 163, 226-238 (2005).
  12. Dalla Bella, S., Sowiński, J. Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks. J. Vis. Exp. , (2015).
  13. Wu, X., Ashe, J., Bushara, K. O. Role of olivocerebellar system in timing without awareness. Proc Natl Acad Sci U S A. 108, 13818-13822 (2011).
  14. Arias, P., Cudeiro, J. Effects of rhythmic sensory stimulation (auditory, visual) on gait in Parkinson’s disease patients. Exp Brain Res. 186, 589-601 (2008).
  15. Hove, M. J., Suzuki, K., Uchitomi, H., Orimo, S., Miyake, Y. Interactive Rhythmic Auditory Stimulation Reinstates Natural 1/f Timing in Gait of Parkinson’s Patients. PLoS ONE. 7, e32600 (2012).
check_url/kr/56205?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Huang, Y., Gu, L., Yang, J., Wu, X. Bouncing Ball with a Uniformly Varying Velocity in a Metronome Synchronization Task. J. Vis. Exp. (127), e56205, doi:10.3791/56205 (2017).

View Video