구강 안면 피부 스트레치 자극에서 체성 감각 이벤트 관련 우수
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
음성 생산은 모두 청각과 체성 감각 정보에 따라 달라집니다. 청각과 체성 감각 피드백은 유아에 의해 생성 된 최초의 발성에서 조합에서 발생하는 모두는 음성 운동 학습에 참여하고 있습니다. 최근 결과 체성 감각 프로세스 인식뿐만 아니라 생산에 기여하는 것이 좋습니다. 로봇 장치가 참가자 청각 자극에 1을 청취으로 얼굴 피부를 뻗어 예를 들어, 음성의 식별이 변경되는 소리. 청각 언어 자극과 일치 뺨에 에어 퍼프 참가자들의인지 판단 (2) 변경.
이러한 효과는 피부 체성 변형에 응답하여 피부 기계적 수용기의 활성화를 수반한다. 피부가 움직이는 동안 다양한 방식으로 변형되고, 피부 근 감각 기계적 수용기는 감각 3,4에 기여하는 것으로 알려져있다. 피부 기계적 수용기의 운동 감각 역할은 악마운동과 관련된 피부 변형이 적절하게 굴곡 또는 확장 움직임 피부 스트레치 (6)의 패턴에 따라로 인식되어 최근 연구 결과 5-7로 strated. 동반 얼굴 피부 스트레치 연설 특정 음성 발언의 반복이다 음성 모터 훈련의 과정 동안, 조음 패턴 적응 방법 7로 변경합니다. 이러한 연구 작업 동안 피부 스트레칭를 변조하는 시스템의 감각 기능 피부 근 감각 구 심성 신경의 기여도를 평가하기위한 방법을 제공하는 것을 나타낸다.
구강 안면 피부 기계적 수용기의 운동 감각 기능은 감각 신경 9,10에서 레코딩 정신 생리 학적 방법 7,8과 미세 전극을 사용하여 주로 연구되고있다. 여기서, 현재 프로토콜은 얼굴 피부 변형 및 이벤트 관련 전위 (ERP)의 기록과 관련된 구강 안면 체성 감각 자극의 결합에 초점을 맞추고있다. 목인 절차는 컴퓨터로 제어되는 로봇 장치를 이용하여 얼굴 피부 변형의 방향과 타이밍을 정밀하게 제어 실험을 갖는다. 이것은 우리가 선택적으로 정확하게 모두 음성 운동 학습시 방향의 넓은 범위에서 얼굴 피부를 변형시켜 음성 생산 및 인식과 체성 감각 기여에 대한 특정 가설을 테스트하고 직접 음성 생산 및 인식을 할 수 있습니다. ERP 기록을 비 침습적으로 구강 안면 동작에 체성 감각 자극의 영향의 시간적 패턴과 타이밍을 평가하는 데 사용된다. 현재 프로토콜은 근 감각 신경 기능의 상관 관계를 평가하고 모두 음성 처리, 음성 제조 및 음성 인식과 체성 시스템의 기여를 평가할 수있다.
ERP 기록에 피부 스트레칭 자극 애플리케이션의 유용성을 보여주기 위해, 다음의 프로토콜은 음성 P에서 체성 청각 입력의 상호 작용에 중점erception. 결과는 연설에서 체성 감각 – 청각의 상호 작용을 평가하기위한 잠재적 인 방법을 강조 표시합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
여기에보고 된 연구는 얼굴 피부의 변형에 의해 생산되는 정밀하게 제어 체성 감각 자극이 대뇌 피질의 ERPS을 유도하는 증거를 제공합니다. 피부의 구 심성은 인간의 사지 운동 5, 6 및 음성 운동 7,8,21에서 운동 감각 정보 3,4의 풍부한 소스로 알려져있다. 말하기 동안 실제 이동 방향을 반영하는 방식으로 얼굴 피부를 스트레칭 운동에 대응하는 근 감각 유사한 감각을 유도…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 청각 장애 및 기타 의사 소통 장애 보조금 R21DC013915과 R01DC012502, 자연 과학 및 캐나다의 공학 연구위원회와 유럽 공동체의 일곱 번째 프레임 워크 프로그램 (FP7 / 2,007에서 2,013 사이 그랜트 계약없이 아래 유럽 연구위원회에 국립 연구소에 의해 지원되었다. 339152 ).
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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