Découvrir beat Surdité: détection des troubles du rythme avec le doigt taraudage synchronisé et tâches de temporisation perceptuelles

Summary

Tâches comportementales qui permettent l'évaluation des capacités de synchronisation de perception et sensori-motrices dans la population générale (ce est à dire, non-musiciens) sont présentés. Synchronisation des tapotement des doigts au rythme de un stimuli auditifs et la détection des irrégularités rythmiques fournit un moyen de découvrir des troubles du rythme.

Abstract

Un ensemble de tâches comportementales pour évaluer les capacités de synchronisation de perception et sensori-motrices dans la population générale (ce est à dire, non-musiciens) est présenté ici avec l'objectif de découvrir des troubles du rythme, comme battement surdité. Battre la surdité est caractérisée par la mauvaise performance dans la perception des durées de motifs rythmiques auditifs ou mauvaise synchronisation de mouvement avec des rythmes sonores (par exemple, avec des rythmes musicaux). Ces tâches comprennent la synchronisation de tapotement des doigts au rythme de stimuli auditifs simples et complexes et la détection des irrégularités rythmiques (tâche de détection de anisochrony) embarqués dans les mêmes stimuli. Ces tests, qui sont faciles à administrer, comprennent une évaluation des deux capacités perceptives et sensori-motrices de synchronisation dans des conditions différentes (par exemple, de battre les prix et types de matériel auditif) et sont basés sur les mêmes stimuli auditifs, allant d'un simple métronome à un complexe extrait musical. L'analyse de synchronedonnées tapant Ized est effectuée avec les statistiques circulaires, qui fournissent des mesures fiables de la précision de la synchronisation (par exemple, la différence entre le calendrier des robinets et le calendrier des stimuli de stimulation) et la cohérence. Statistiques circulaires sur tapant données sont particulièrement bien adaptés pour détecter des différences individuelles dans la population générale. Taraudage synchronisé et la détection de anisochrony sont des mesures sensibles pour identifier les profils des troubles du rythme et ont été utilisés avec succès pour découvrir des cas de mauvaise synchronisation avec le calendrier de perception épargné. Cette évaluation systématique de calendrier perceptif et sensori-moteur peut être étendu à des populations de patients atteints de lésions cérébrales, les maladies neurodégénératives (par exemple, la maladie de Parkinson), et des troubles du développement (par exemple, Attention Deficit Hyperactivity Disorder).

Introduction

Les êtres humains sont particulièrement efficaces pour le traitement de la durée des événements qui se produisent dans leur environnement ^1. En particulier, la capacité à percevoir le rythme de la musique ou le tic-tac régulier d'une horloge et la capacité de se déplacer avec elle (par exemple, en danse ou de sport synchronisées) est très répandu dans la population générale (ce est à dire, chez les personnes qui ne ont pas reçu formation musicale) ^2,3. Ces capacités sont soutenues par un réseau neuronal complexe impliquant régions corticales du cerveau (par exemple, le cortex prémoteur et l'aire motrice supplémentaire) et structures sous-corticales, comme les noyaux gris centraux et le cervelet ^4-7.

La perturbation de ce réseau et traitement temporel pauvres conséquente peut entraîner des lésions cérébrales ou ^8-10 dégénérescence neuronale, comme observé chez les patients atteints de la maladie de Parkinson ^11. Cependant, la mauvaise perception de la durée et de mauvaise synchronisation à la bmanger de la musique peut aussi se manifester chez des individus sains en l'absence de lésions cérébrales. En dépit du fait que la majorité peut percevoir rythmes auditifs et de synchroniser le mouvement au rythme (par exemple, dans la musique), il ya des exceptions notables. Certaines personnes ont de grandes difficultés à synchroniser leurs mouvements corporels ou tapotement des doigts au rythme de la musique et peuvent présenter une mauvaise perception de battement, montrant des difficultés à discriminer mélodies avec des notes de durée différente. Cette condition a été dénommé «battre la surdité» ou «troubles du rythme" ^2,12-14. Par exemple, la surdité battre a été décrite dans une étude récente ^13, dans lequel le cas d'un patient nommé Mathieu a été signalé. Mathieu était particulièrement inexactes au rebondir au rythme de chansons rythmiques (par exemple, une chanson Merengue). Synchronisation était encore possible, mais seulement pour les sons d'une séquence isochrone simple (par exemple, un métronome). Mauvaise synchronisation étaitassocié à une mauvaise perception de battement, comme l'a révélé par la batterie de l'évaluation des Amusia (MBEA) ¹⁵ Montréal. Dans une tâche supplémentaire, Mathieu a été demandé de faire correspondre les mouvements d'un danseur à la musique; intéressant, Mathieu exposée intacte perception de la hauteur.

Mauvaise perception du rythme et une mauvaise synchronisation, chez les personnes de battement sourd avec perception de la hauteur épargné, ont été observés dans d'autres études ^2,12,14, fournissant ainsi des preuves convaincantes que le rythme troubles peuvent survenir de façon isolée. Battre la surdité est donc distincte de la description typique de l'amusie congénitale (ce est à dire, la surdité musicale), une perception de la hauteur trouble neurologique qui affecte la production et ^16-19. Fait intéressant, une mauvaise perception du rythme et de la production peuvent co-produire avec un traitement inadéquat de hauteur en amusie congénitale ^12,16,20. Néanmoins, une mauvaise perception de rythme dans ce cas dépend de la capacité d'un individu à percevoir variation de hauteur. Quandvariations de hauteur dans les mélodies sont supprimés, amusiques congénitales peuvent réussir à distinguer les différences de rythme ^21.

Les différences individuelles importantes ont été observées dans la surdité battement; ce fait mérite une attention particulière. Dans la plupart des cas, à la fois la perception du rythme et la synchronisation au rythme de la musique sont déficients ^2,12-14; Toutefois, mauvaise synchronisation peut également se produire lorsque la perception rythmique est épargné ^deux. Cette dissociation entre la perception et de l'action dans le domaine de synchronisation a été démontré en utilisant des tâches de taraudage synchronisé avec une variété de stimuli auditifs rythmiques (par exemple, un métronome et de la musique) et en utilisant différentes tâches de perception rythmique (par exemple, la discrimination des mélodies en fonction des différentes durées de note et la détection des écarts par rapport à isochronie en séquences rythmiques). Cette constatation est particulièrement pertinente car elle souligne la séparation possible de la perception et de l'action en matière de mécanisme de synchronisations, comme précédemment observée dans le traitement de pas ^17,22-25. D'autres dissociations ont été soulignés en fonction de la complexité du stimulus ^2. La plupart des synchroniseurs pauvres exposées difficultés sélectifs avec stimuli complexes (par exemple, la musique ou bruit modulé en amplitude dérivé de la musique), alors qu'ils ont encore montré une synchronisation précise et cohérente avec des séquences isochrones simples; autres synchroniseurs pauvres ont montré une tendance opposée. En résumé, ces résultats convergent pour indiquer qu'il ya une variété de phénotypes des troubles de synchronisation dans la population générale (comme observé dans d'autres domaines du traitement musical tels que la hauteur ^25,26), qui nécessitent un ensemble de tâches sensibles à détecter. Caractériser les modes de troubles du rythme est particulièrement pertinent pour faire la lumière sur les mécanismes spécifiques qui sont défectueux dans le système de chronométrage.

Le but du procédé illustré ici est de fournir un ensemble de tâches qui peuvent êtreutilisé pour découvrir des cas de surdité battement dans la population générale et de détecter les différents sous-types de troubles de synchronisation (par exemple, affecter la perception vs calendrier sensori-moteur ou une classe particulière de stimuli rythmiques). Sensori capacités de synchronisation ont pour la plupart été examinés à l'aide des tâches de doigts tapotant avec du matériel auditif. Les participants sont invités à exploiter leur index en synchronie avec des stimuli auditifs, comme à une séquence de tons également espacées dans le temps ou de la musique (ce est à dire, dans une tâche synchronisée ou stimulé tapant ^27-29). Un autre paradigme populaire, qui a été la source de considérables efforts de modélisation ^{29 à 32,} est le paradigme de continuation de la synchronisation, dans lequel le participant continue tapant au taux prévu par un métronome après le son se est arrêté. Rhythm perception est étudié avec une variété de tâches allant de la discrimination de la durée, l'estimation, bisection (ie, en comparant les durées de «court» et & #39, les normes longues »), et la détection de anisochrony (c.-à déterminer se il existe un intervalle déviant au sein d'une séquence isochrone) à la tâche d'alignement de temps (ce est-à détecter si un métronome superposée à la musique est aligné avec le temps) ^{1,2 , 20,33,34.} La plupart des études ont porté sur la perception du temps, battre la production ou le calendrier sensori-moteur, qui ont été testés dans l'isolement. Cependant, il est probable que ces différentes tâches se rapportent à des capacités différentes (par exemple, de synchronisation d'intervalle contre le calendrier basé beat, perceptive vs calendrier sensori-moteur) et ne reflètent peu pas le fonctionnement des mêmes mécanismes de synchronisation et le circuit de neuronale associée. Ce problème peut être contourné en utilisant des piles récemment proposées de tâches qui évaluent les capacités de synchronisation de perception et sensori-motrices. Ces batteries permettent aux chercheurs d'obtenir un profil exhaustif des capacités de synchronisation d'un individu. Exemples de ces piles sont soitau test d'alignement (BAT) ^34, de la batterie pour l'évaluation des capacités auditives sensorimotrice Timing (BAASTA) ^35, et de la Harvard Battre Assessment Test (H-BAT) ^36. Ces batteries sont constitués de tâches tapant avec une variété de stimuli auditifs rythmiques allant de la musique à des séquences isochrones ainsi que des tâches de perception (par exemple, la discrimination fondée sur la durée, la détection de l'alignement d'un métronome au rythme de la musique, et anisochrony détection). Dans tous les cas, le même ensemble d'extraits de musique a été utilisée dans des tâches perceptives et sensori-motrices.

Dans cet article, nous illustrons un ensemble de tâches qui sont particulièrement efficaces à révéler des modèles de troubles du rythme chez les individus de battement sourd et synchroniseurs pauvres, comme indiqué dans les études antérieures ^2. Ces tâches font partie d'une plus grande batterie de tests, le BAASTA ^35. capacités de synchronisation sensorimotrice sont testés en demandant aux participants de puiser leur doigt au rythme de simple etstimuli auditifs complexes (par exemple, des séquences isochrones, la musique et le bruit rythmique dérivé de stimuli musicaux) ^27,28. Calendrier de perception est testé avec une tâche de détection de anisochrony ^2,20,33,37. Un ensemble de tons isochrones est présenté. Dans certains cas, l'une des tonalités (par exemple, l'avant-dernière) est présentée plus tôt ou plus tard que prévu sur la base de la structure de la séquence isochrone auditif. Les participants sont invités à détecter les écarts par rapport isochronie. L'avantage de ces tâches de perception sensori-motrices et de rythme, ce est qu'ils impliquent tous deux séquences de stimuli (au lieu de durées simples) et des stimuli de complexité différente. Ainsi, sur la base des preuves antérieures, ces tâches fournissent les conditions optimales pour découvrir différents phénotypes de battement surdité et mauvaise synchronisation. Une attention particulière est accordée à la technique adoptée dans l'analyse des données de synchronisation. Cette technique est basée sur les statistiques circulaires, une approche qui est particulièrement nousll adapté pour examiner la synchronisation inexactes et incohérentes au rythme.

Protocol

1. Les tâches de synchronisation Préparation des instruments: Connectez un instrument MIDI standard de percussion à l'ordinateur via une interface MIDI classique. NOTE: acquisition de données est réalisé par l'intermédiaire d'un instrument de percussion électronique MIDI. L'appareil prend la date exacte des prises de doigts pendant les tâches de synchronisation du moteur. Ouvrez le logiciel dédié pour la présentation du stimulus et l'enregistrement de …

Representative Results

Les tâches décrites ci-dessus ont été utilisés avec succès pour caractériser les capacités de synchronisation des individus sans formation musicale 2,34-36. Dans une étude représentative récente sur le beat-surdité 2, un groupe de 99 non-musiciens (étudiants universitaires) ont été criblées en utilisant deux tâches de synchronisation simples. Les participants synchronisés leur doigt tapant avec une séquence isochrone et un extrait musical à un rythme confortable (avec une IOI / …

Discussion

Le but de la méthode décrite est de fournir un ensemble de tâches et des stratégies d'analyse pour caractériser les capacités de synchronisation de la majorité des individus et de détecter les cas de surdité de battement ou mauvaise synchronisation. Les étapes critiques du protocole concernent 1) la mise en place des instruments utilisés pour la présentation du stimulus et la collecte de doigt données taraudage et les réponses des sujets, 2) la collecte de données à l'aide de deux ensembles de t?…

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.