The Beat Sağırlık Uncovering: Algılama Ritim Bozuklukları Vurma Senkronize Finger ve algısal Zamanlama Görevleri ile
Summary
Genel popülasyonda algısal ve Sensorimotor zamanlama yetenekleri değerlendirilmesi için izin Davranış görevler (yani, olmayan müzisyenler) sunulmuştur. Parmak işitsel uyaranlara yenmek için dokunarak ve ritmik düzensizlikleri tespit senkronizasyon ritim bozuklukları ortaya çıkarılması için bir araç sağlar.
Abstract
Genel popülasyonda (yani olmayan müzisyenler) algısal ve duyusal zamanlama yeteneklerini değerlendirmek için davranışsal görevler kümesi gibi dövmek sağırlık gibi açığa çıkarmak ritim bozuklukları, amacı ile burada sunulmaktadır. The Beat sağırlık işitsel ritmik desenleri ya da (müzik ritimleri ile, örneğin,) işitsel ritimleri ile hareket yoksul senkronizasyon süreleri algılamada kötü performans ile karakterizedir. Bu görevler, basit ve karmaşık işitsel uyaranlara yendi ve aynı uyaranlara gömülü ritmik düzensizlikler (anisochrony algılama görev) tespiti için parmak-vurma senkronizasyonu içerir. Yönetmek kolay olan bu testler, farklı koşullar altında algısal ve sensörimotor zamanlama yetenekleri (örn oranları ve işitsel malzeme türlerini yendi) ve basit bir metronom bir kompleks kadar, aynı işitsel uyaranlara dayalı hem de bir değerlendirmesini içerir müzikal alıntı. senkron analiziized dokunarak veri senkronizasyonu doğruluğu güvenilir önlemleri sağlamak dairesel istatistik ile yapılır (örneğin, musluklar zamanlaması ve pacing uyarıların zamanlaması arasındaki fark) ve tutarlılık. Veri dokunarak Genelgesi istatistikler, özellikle genel popülasyonda bireysel farklılıkları tespit etmek için iyi uygundur. Senkronize vurma ve anisochrony algılama ritim bozuklukları profillerini belirlemek için hassas tedbirler ve korunmuş algısal zamanlama ile yoksul senkronizasyon vakaları ortaya çıkarmak için başarı ile kullanılmaktadır. Algısal ve Sensorimotor zamanlama bu sistematik değerlendirme beyin hasarı, nörodejeneratif hastalıklar (örneğin, Parkinson hastalığı), ve gelişimsel bozukluklar (örneğin, Dikkat Eksikliği Hiperaktivite Bozukluğu) olan hastaların nüfusa uzatılabilir.
Introduction
İnsanlar çevreleriyle 1 meydana gelen olayların süresini işleme özellikle etkilidir. Özellikle, (dans veya senkronize spor örneğin,) müzik ritmi ya da bir saat düzenli tik ve onunla birlikte hareket yeteneği algılama yeteneği almadım genel popülasyona (yani, bireylerde yaygın olduğu müzikal eğitim) 2,3. Bu özellikler kortikal beyin bölgeleri içeren karmaşık bir nöronal ağ tarafından desteklenmektedir (örn, Premotor korteks ve ek motorlu alanı) ve bazal ganglionlar ve serebellum 4-7 gibi subkortikal yapılar.
Parkinson hastalığı 11 hastada bu ağ ve bunun sonucu olarak düşük geçici işleme bozulması, beyin hasarına 8-10 veya nöronal dejenerasyonu neden olabilir. B süresi ve kötü senkronizasyon Ancak, kötü algıAyrıca beyin hasarı yokluğunda sağlıklı bireyler olarak tezahür edebilir müzik yiyin. Çoğunluğu (müzik, örneğin) işitsel ritimleri algılama ve yenmek için hareket senkronize edebilirsiniz gerçeği rağmen, kayda değer istisnalar vardır. Bazı bireyler müziğin temposuna dokunarak kendi vücut hareketleri veya parmak senkronize büyük zorluklar var ve farklı süreli notları ile melodileri ayırt güçlük gösteren, kötü yendi algısını sergileyebilir. Bu durum "sağırlık dövmek" veya "ritmik" 2,12-14 olarak anılır olmuştur. Örneğin, dövmek sağırlık Mathieu isimli bir hastanın vaka bildirilmiştir edildiği bir çalışmada 13, tarif edilmiştir. Mathieu ritmik şarkıların ritmi (örneğin, bir Merengue şarkısı) sıçrayan özellikle yanlış oldu. Senkronizasyon ama sadece basit bir sabit zaman aralıklı dizisinin sesleri (örneğin, bir metronom) için, hala mümkün oldu. Kötü senkronizasyon olduAmusia Değerlendirme (MBEA) 15 Montreal Pil ortaya koyduğu gibi, kötü yendi algısı ile ilişkili. Ek görev olarak, Mathieu müzik bir dansçının hareketlerini maç için istendi; ilginç, Mathieu bozulmamış perde algısını sergiledi.
Korunmuş zift algısı ile beat-sağır bireylerde Kötü ritim algısı ve yoksul senkronizasyon, böylece bozuklukları izolasyon oluşabilir ritim zorlayıcı kanıt sağlama, ileri çalışmalar 2,12,14 gözlendi. The Beat sağırlık konjenital amusia (yani, sağırlık), bir nörogelişimsel bozukluk etkileyen perde algı ve üretim 16-19 tipik açıklaması bu nedenle farklıdır. İlginçtir, yoksul ritim algısı ve üretim konjenital amusia 12,16,20 kötü Saha işleme ile birlikte oluşabilir. Yine, bu durumda kötü ritim algısı Saha değişimini algılamak için bir bireyin yeteneğine bağlıdır. Ne Zamanmelodiler pitch varyasyonları konjenital amusics başarıyla ritim farklılıkları ayırt edebilir 21, kaldırılır.
Önemli bireysel farklılıklar yendi sağırlık görülmüştür; Bu gerçeği özellikle dikkat hak ediyor. Çoğu durumda, müziğin temposuna hem ritim algısı ve senkronizasyon eksikliği 2,12-14 vardır; ritim algısı 2 bağışladı ancak, kötü senkronizasyon da oluşabilir. Zamanlama etki algı ve eylem arasındaki bu ayrışma ritmik işitsel uyaranların çeşitli (örneğin, bir metronom ve müzik) ve (farklı ritim algı görevlerini kullanarak senkronize dokunarak görevleri ile gösterilmiştir, örneğin, farklı nota süreleri dayalı ezgilerin ayrımcılık ve ritmik dizileri isochrony sapmaların tespiti). Bu zamanlama mekanizması ile ilgili algı ve eylem olası ayrılığı işaret çünkü bu bulgu, ilgili özel olduğunus, daha önce zift işleme 17,22-25 görüldüğü gibi. Ayrıca aritmetik uyaran karmaşıklığına bağlı olarak 2 vurgulandı. Onlar hala basit sabit zaman aralıklı dizileri ile doğru ve tutarlı senkronizasyon gösterdi çoğu fakir synchronizers, karmaşık uyaranlar (örneğin, müzik veya müzik türetilen genlik modülasyonlu gürültü) ile seçici zorluklar sergiledi; diğer yoksul Eşzamanlayıcıların ters desen gösterdi. Özetle, bu sonuçlar tespit edilecek görevleri duyarlı bir dizi gerektirir, (örneğin sahada 25,26 gibi müzikal işleme diğer etki gözlendiği gibi), genel popülasyonda bozuklukları zamanlama fenotipleri çeşitli olduğunu belirten yakınsama. Ritim bozukluklarının modellerini karakterize zamanlama sistemi arızalı belirli mekanizmalar ışık tutacak özellikle önemlidir.
Burada gösterilen yöntemin amacı olabilir görevleri bir dizi sağlamaktırGenel popülasyonda yendi sağırlık vakaları ortaya çıkarmak ve zamanlama bozukluğu farklı alt tipleri tespit etmek için kullanılan (örneğin, sensorimotor zamanlaması veya ritmik uyaranların belli bir sınıfın vs algısal etkileyen). Sensörimotor zamanlama yetenekleri çoğunlukla işitsel malzeme ile parmak vurma görevleri kullanılarak incelenmiştir. Katılımcılar bu tür sesleri eşit (senkronize veya dokunarak tempolu görev 27-29 yılında, yani) zamanında veya müzik aralıklı bir dizi olarak işitsel uyaranlar ile senkronize onların parmağı dokunun istenir. Önemli modelleme çabaları 29-32 kaynağı olmuştur diğer popüler paradigması, katılımcı ses durduktan sonra bir metronom tarafından sağlanan oranda dokunarak devam ettiği senkronizasyon-devamıdır paradigması vardır. Ritim algısı 'kısa' ve & # için süreleri karşılaştırarak, yani süresi ayrımcılık, tahmin, biseksiyon (değişen çeşitli görevleri ile incelenmiştir39, uzun 'standartları) ve anisochrony tespiti (yani, (atım hizalama görevi bir sabit zaman aralıklı dizi içinde sapkın aralığı) olup olmadığının belirlenmesi, yani, müzik üzerine bindirilmiş bir metronom ritmi ile uyumlu olup olmadığını tespit) 1,2 , 20,33,34. Çalışmaların çoğu, zaman algısı üzerinde duruldu üretim veya izolasyon test edilmiştir duyusal zamanlaması, dövmek var. Ancak, bu farklı görevler biraz farklı yetenekleri (sensörimotor zamanlama vs algısal yendi tabanlı zamanlama vs gibi, aralık zamanlama) aynı zamanlama mekanizmalarının işleyişini ve ilişkili nöronal devreleri yansıtmadığı ifade olasıdır. Bu konu algısal ve Sensorimotor zamanlama yeteneklerini hem de değerlendirmek görevlerin son zamanlarda önerilen pilleri kullanılarak atlatılabilir. Bu piller araştırmacılar bireyin zamanlama yetenekleri kapsamlı bir profil elde etmek için izin verir. Bu tür piller örnekleri olması vardırhizalama testi (BAT) 34 de, Pil İşitsel Sensorimotor Değerlendirme Yetenekler (BAASTA) 35 Zamanlama ve Harvard Değerlendirme Testi (H-BAT) 36 çırpın. Bu piller müzik eşzamanlı dizileri yanı sıra algısal görevlere kadar ritmik işitsel uyaranların çeşitli görevleri dokunarak oluşur (örneğin, süresi ayrımcılık, müziğin temposuna bir metronom uyum tespiti ve anisochrony algılama). Her durumda, müzik alıntılar aynı seti algısal ve sensörimotor görevleri kullanılmıştır.
Bu yazıda, daha önceki çalışmalarda 2 gösterildiği gibi, beat-sağır kişiler ve yoksul senkronlayıcılarla ritim bozuklukları kalıplarını ortaya özellikle etkili olan bir dizi görev göstermektedir. Bu görevler testleri daha büyük bir pil, BAASTA 35 bir parçasıdır. Sensorimotor zamanlama yetenekleri basit yenmek için onların parmak dokunun katılımcılara sorarak test edilir veKarmaşık işitsel uyaranlar (örneğin, sabit zaman aralıklı diziler, müzik, müzikal ve uyaranlara türetilmiş ritmik gürültü) 27,28. Algısal zamanlama anisochrony algılama görev 2,20,33,37 ile test edilir. Isochronous sesleri bir dizi sunulmuştur. Bazı durumlarda, ton (örneğin, sondan bir önceki) bir er ya da geç işitsel dizisinin eşzamanlı yapısına göre beklenenden daha sunulmuştur. Katılımcılar isochrony sapmaları tespit etmek için istenir. Bu duyusal ve ritim algısı görevleri avantajı her iki uyaranların dizileri (yerine tek süreleri) ve farklı karmaşıklık uyaranlara dahil olmasıdır. Böylece, önceki kanıtlara dayanarak, bu görevleri yendi sağırlık ve kötü senkronizasyon farklı fenotipleri ortaya çıkarmak için en uygun koşulları sağlamak. Özellikle dikkat senkronizasyon verilerinin analizinde kabul tekniğe ödenir. Bu teknik dairesel istatistiklere dayalı bir yaklaşım özellikle biryenmek için yanlış ve tutarsız senkronizasyonu incelenmesi için ll uygundur.
Protocol
Representative Results
Discussion
açıklanan yöntemin amacı bireylerin çoğunluğunun zamanlama yeteneklerini karakterize ve ritim sağırlık veya kötü senkronizasyon vakalarını tespit etmek görevler ve analiz stratejileri bir dizi sağlamaktır. protokol kritik adımlar 1) uyaran sunum ve parmak vurma verilerin toplanması için kullanılan araçların ve deneklerin yanıtlarının kurulum dahil, senkronizasyon görevleri iki takım (senkronizasyon ve ritim algısı) kullanarak 2) veri toplama, 3) analizi Dairesel istatistik ve ritim algısı…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This research was supported by an International Reintegration Grant (n. 14847) from the European Commission to SDB, and by a grant from Polish Narodowe Centrum Nauki (decision No. Dec-2011/01/N/HS6/04092) to JS.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Matlab | Mathworks | High-level language and interactive environment for numerical computation, visualization, and programming | |
| MAX MSP | Cycling '74 | Software for data acquisition from MIDI-controlled interfaces, and stimulation presentation | |
| Presentation | Neurobehavioral Systems | Software for conducting experiments in experimental psychology. Allows precisely-times stimulus delivery and collection of behavioral responses. | |
| Roland HPD- 10 | Roland | Hand percussion pad (MIDI instrument) | |
| EDIROL FA-66 | Roland | MIDI interfact to connect the MIDI instrument to the computer. |
References
- Grondin, S. . The Psychology of Time. , (2008).
- Sowiński, J., Dalla Bella, S. Poor synchronization to the beat may result from deficient auditory-motor mapping. Neuropsychologia. 51 (10), 1952-1963 (2013).
- Repp, B. H. Sensorimotor synchronization and perception of timing: Effects of music training and task experience. Hum. Mov. Sci. 29 (2), 200-213 (2010).
- Coull, J. T., Cheng, R. -. K., Meck, W. H. Neuroanatomical and neurochemical substrates of timing. Neuropsychopharmacology. 36 (1), 3-25 (2011).
- Wing, A. M. Voluntary timing and brain function: An information processing approach. Brain Cogn. 48 (1), 7-30 (2002).
- Ivry, R. B., Spencer, R. M. C. The neural representation of time. Curr. Opin. Neurobiol. 14 (2), 225-232 (2004).
- Watson, S. L., Grahn, J. A. Perspectives on rhythm processing in motor regions of the brain. Mus. Ther. Perspect. 31 (1), 25-30 (2013).
- Fries, W., Swihart, A. A. Disturbance of rhythm sense following right hemisphere damage. Neuropsychologia. 28 (12), 1317-1323 (1990).
- Schwartze, M., Keller, P. E., Patel, A. D., Kotz, S. A. The impact of basal ganglia lesions on sensorimotor synchronization, spontaneous motor tempo, and the detection of tempo changes. Behav. Brain Res. 216 (2), 685-691 (2011).
- Wilson, S. J., Pressing, J. L., Wales, R. J. Modelling rhythmic function in a musician post-stroke. Neuropsychologia. 40 (8), 1494-1505 (2002).
- Allman, M. J., Meck, W. H. Pathophysiological distortions in time perception and timed performance. Brain. 135 (3), 656-677 (2012).
- Dalla Bella, S., Peretz, I. Congenital amusia interferes with the ability to synchronize with music. Ann. N. Y. Acad. Sci. 999 (1), 166-169 (2003).
- Phillips-Silver, J., et al. Born to dance but beat-deaf: a new form of congenital amusia. Neuropsychologia. 49 (5), 961-969 (2011).
- Launay, J., Grube, M., Stewart, L. Dysrhythmia: A specific congenital rhythm perception deficit. Front. Psychol. 5, 18 (2014).
- Peretz, I., Champod , A. S., Hyde, K. L. Varieties of musical disorders. The Montreal Battery of Evaluation of Amusia. Ann. N. Y. Acad. Sci. 999 (1), 58-75 (2003).
- Ayotte, J., Peretz, I., Hyde, K. L. Congenital amusia: a group study of adults afflicted with a music-specific disorder. Brain. 125 (2), 238-251 (2002).
- Dalla Bella, S., Giguère, J. -. F., Peretz, I. Singing proficiency in the general population. J. Acoust. Soc. Am. 121 (2), 1182-1189 (2007).
- Peretz, I. Musical disorders: from behavior to genes. Curr. Dir. Psychol. Sci. 17 (5), 329-333 (2008).
- Peretz, I., Hyde, K. What is specific to music processing? Insights from congenital amusia. Trends in Cogn. Sci. 7 (8), 362-367 (2003).
- Hyde, K. L., Peretz, I. Brains that are out of tune but in time. Psychol. Sci. 15 (5), 356-360 (2004).
- Foxton, J. M., Nandy, R. K., Griffiths, T. D. Rhythm deficits in ‘tone deafness. Brain Cogn. 62 (1), 24-29 (2006).
- Dalla Bella, S., Giguère, J. -. F., Peretz, I. Singing in congenital amusia. J. Acoust. Soc. Am. 126 (1), 414-424 (2009).
- Loui, P., Guenther, F., Mathys, C., Schlaug, G. Action-perception mismatch in tone-deafness. Curr. Biol. 18 (8), R331-R332 (2008).
- Griffiths, T. D. Sensory systems: auditory action streams. Curr. Biol. 18 (9), R387-R388 (2008).
- Dalla Bella, S., Berkowska, M., Sowiński, J. Disorders of pitch production in tone deafness. Front. Psychol. 2, 164 (2011).
- Berkowska, M., Dalla Bella, S. Uncovering phenotypes of poor-pitch singing: the Sung Performance Battery (SPB). SPB). Front. Psychol. 4 (714), (2013).
- Repp, B. H. Sensorimotor synchronization: a review of the tapping literature. Psychon. Bull. Rev. 12 (6), 969-992 (2005).
- Repp, B. H., Altenmüller, E., Kesselring, J., Wiesendanger, M. Musical synchronization, and the brain. Music, motorcontrol. , 55-76 (2006).
- Vorberg, D., Wing, A., Heuer, H., Keele, S. W. Modeling variability and dependence in timing. Handbook of perception and action. 2, 181-162 (1996).
- Wing, A. M., Kristofferson, A. B. Response delays and the timing of discrete motor responses. Percept. Psychophys. 14 (1), 5-12 (1973).
- Wing, A. M., Kristofferson, A. B. The timing of interresponse intervals. Percept. Psychophys. 13 (3), 455-460 (1973).
- Ivry, R. B., Hazeltine, R. E. Perception and production of temporal intervals across a range of durations: Evidence for a common timing mechanism. J. Exp. Psychol. Hum. Percept. Perform. 21 (1), 3-1037 (1995).
- Ehrlé, N., Samson, S. Auditory discrimination of anisochrony: influence of the tempo and musical backgrounds of listeners. Brain Cogn. 58 (1), 133-147 (2005).
- Iversen, J. R., Patel, A. D., Miyazaki, K., et al. The Beat Alignment Test (BAT): Surveying beat processing abilities in the general population. Proceedings of the 10th International Conference on Music Perception and Cognition (ICMPC10. , 465-468 (2008).
- Benoit, C. -. E., Dalla Bella, S., et al. Musically cued gait-training improves both perceptual and motor timing in Parkinson’s disease. Front. Hum. Neurosci. 8, 494 (2014).
- Fujii, S., Schlaug, G. The Harvard Beat Assessment Test (H-BAT): A battery for assessing beat perception and production and their dissociation. Front. Hum. Neurosci. 7, 771 (2013).
- Schulze, H. H. The perception of temporal deviations in isochronic patterns. Percept. Psychophys. 45 (4), 291-296 (1989).
- Fisher, N. I. . Statistical analysis of circular data. , (1993).
- Berens, P. CircStat: a Matlab Toolbox for circular statistics. J. Stat. Soft. 31, 1-21 (2009).
- Kirschner, S., Tomasello, M. Joint drumming: social context facilitates synchronization in preschool children. J. Exp. Child Psychol. 102 (3), 299-314 (2009).
- Pecenka, N., Keller, P. E. The role of temporal prediction abilities in interpersonal sensorimotor synchronization. Exp. Brain Res. 211 (3-4), 505-515 (2011).
- Mardia, K. V., Jupp, P. E. . Directional statistics. , (1999).
- Wilkie, D. Rayleigh test for randomness of circular data. Appl. Stat. 32 (3), 311-312 (1983).
- Crawford, J. R., Garthwaite, P. H. Investigation of the single case in neuropsychology: Confidence limits on the abnormality of test scores and test score differences. Neuropsychologia. 40 (8), 1196-1208 (2002).
- Aschersleben, G. Temporal control of movements in sensorimotor synchronization. Brain Cogn. 48 (1), 66-79 (2002).
- Repp, B. H., Su, Y. -. H. Sensorimotor synchronization: A review of recent research (2006-2012). Psychon. Bull. Rev. 20 (3), 403-452 (2013).
- Stewart, L., von Kriegstein, K., Dalla Bella, S., Warren, J. D., Griffiths, T. D., Hallam, S., Cross, I., Thaut, M. Disorders of musical cognition. Oxford Handbook of Music Psychology. , 184-196 (2009).
- Noreika, V., Falter, C. M., Rubia, K. Timing deficits in attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD): Evidence from neurocognitive and neuroimaging studies. Neuropsychologia. 51 (2), 235-266 (2013).
- Lim, I., et al. Effects of external rhythmical cueing on gait in patients with Parkinson’s disease: a systematic review. Clin. Rehabil. 19 (7), 695-713 (2005).
- Spaulding, S. J., Barber, B., et al. Cueing and gait improvement among people with Parkinson’s disease: a meta-analysis. Arch. Phys. Med. Rehabil. 94 (3), 562-570 (2012).
