كشف بيت الصمم: اضطرابات كشف إيقاع مع فنجر تزامن التنصت والمهام الإدراكية التوقيت
Summary
(أي غير الموسيقيين) ترد المهام السلوكية التي تسمح لتقييم قدراتهم الإدراكية والحسية توقيت في عموم السكان. تزامن إصبع التنصت على إيقاع من المنبهات السمعية واكتشاف المخالفات الإيقاعية يوفر وسيلة لكشف اضطرابات الإيقاع.
Abstract
يتم تقديم مجموعة من المهام السلوكية لتقييم قدراتهم الإدراكية والحسية توقيت في عموم السكان (أي غير الموسيقيين) هنا بهدف الكشف عن اضطرابات إيقاع، مثل ضربات الصمم. يتميز ضربات الصمم عن سوء الأداء في إدراك فترات في أنماط إيقاعية السمعية أو تزامن ضعف الحركة مع إيقاعات السمعية (على سبيل المثال، مع يدق الموسيقية). وتشمل هذه المهام تزامن إصبع التنصت على وقع المنبهات السمعية البسيطة والمعقدة والكشف عن المخالفات إيقاعي (مهمة الكشف anisochrony) جزءا لا يتجزأ في نفس المحفزات. وتشمل هذه الاختبارات، والتي هي سهلة الإدارة، وتقييم كل من قدراتهم الإدراكية والحسية توقيت في ظل ظروف مختلفة (على سبيل المثال، فاز معدلات وأنواع من المواد السمعية) واستنادا إلى نفس المثيرات السمعية، بدءا من المسرع بسيط إلى مجمع مقتطفات موسيقية. تحليل SYNCHRONيتم تنفيذ أوتوماتيكية البيانات التنصت مع إحصاءات دائرية، والتي توفر مقاييس موثوق من دقة التزامن (على سبيل المثال، والفرق بين توقيت الصنابير وتوقيت المحفزات سرعة) والاتساق. إحصاءات دائرية على التنصت البيانات بشكل خاص مناسبة تماما للكشف عن الفروق الفردية في عموم السكان. التنصت متزامنة والكشف anisochrony هي إجراءات حساسة لتحديد محات من اضطرابات إيقاع واستخدمت بنجاح لكشف حالات سوء تزامن مع توقيت الإدراك الحسي يدخر. ويمكن تمديد هذا التقييم المنهجي للتوقيت الإدراك الحسي والحسية للسكان من المرضى الذين يعانون من تلف في الدماغ، والأمراض العصبية (مثل مرض باركنسون)، واضطرابات النمو (على سبيل المثال، اضطراب نقص الانتباه فرط النشاط).
Introduction
البشر هم كفاءة خاصة في معالجة مدة الأحداث التي تحدث في بيئتها 1. على وجه الخصوص، والقدرة على إدراك إيقاع الموسيقى أو الموقوتة منتظم من ساعة والقدرة على التحرك معها (على سبيل المثال، في الرقص أو الرياضة تزامنها) على نطاق واسع في عموم السكان (أي في الأفراد الذين لم يتلقوا التدريب الموسيقي) 2،3. وتستند هذه القدرات عن طريق شبكة العصبية المعقدة التي تنطوي على مناطق الدماغ القشرية (مثل القشرة أمام الحركية ومنطقة المحرك التكميلية) وهياكل تحت القشرية، مثل العقد القاعدية والمخيخ 4-7.
تعطيل هذه الشبكة ويترتب على تجهيز الزمني الفقراء يمكن أن تنجم عن تلف في الدماغ 8-10 أو انحطاط الخلايا العصبية، كما لوحظ في المرضى الذين يعانون من مرض باركنسون 11. ومع ذلك، وضعف الإدراك من مدة والفقراء تزامن لبيأكل من الموسيقى يمكن أيضا تظهر في الأفراد الأصحاء في غياب تلف في الدماغ. على الرغم من حقيقة أن الغالبية يمكن تصور إيقاعات السمعية وتزامن الحركة على إيقاع (على سبيل المثال، في الموسيقى)، وهناك استثناءات ملحوظة. بعض الأفراد لديهم صعوبات كبيرة في مزامنة حركات الجسم أو إصبع التنصت على وقع الموسيقى ويمكن أن يحمل الفقراء تصور فوز، تظهر صعوبات في التمييز الألحان مع ملاحظات لمدة مختلفة. وقد أحيلت هذه الحالة باسم "فاز الصمم" أو "خلل إيقاعي" 2،12-14. على سبيل المثال، وصفت فوز الصمم في دراسة حديثة 13، الذي تم الإبلاغ عن حالة المريض يدعى ماتيو. وكان ماتيو غير دقيقة لا سيما في كذاب على وقع الأغاني متوازن (على سبيل المثال، أغنية الميرنفى). كان لا يزال تزامن ممكن، ولكن فقط إلى أصوات من سلسلة المتزامنة بسيط (على سبيل المثال، المسرع). كان الفقراء تزامنمترافقا مع ضعف الإدراك فوز، كما يتضح من البطارية مونتريال لتقييم عمه الموسيقى (MBEA) 15. في مهمة إضافية، سئل ماتيو لتتناسب مع حركات راقصة إلى الموسيقى. ومن المثير للاهتمام، عرضت ماتيو تصور الملعب ايتأثر.
ضعف الإدراك الإيقاع والفقراء التزامن، في الأفراد ضربات الصم مع التصور الملعب يدخر، لوحظت في إجراء المزيد من الدراسات 2،12،14، وبالتالي توفير أدلة دامغة على أن الإيقاع يمكن أن تحدث اضطرابات في عزلة. ضربات الصمم هو بالتالي يختلف عن وصف نموذجي من عمه الموسيقى خلقي (أي لهجة الصمم)، تصور الملعب اضطراب النمو العصبي يؤثر والإنتاج 16-19. ومن المثير للاهتمام، وضعف الإدراك إيقاع والإنتاج يمكن أن تتزامن مع تجهيز الملعب الفقراء في خلقي عمه الموسيقى 12،16،20. ومع ذلك، وضعف الإدراك الإيقاع في هذه الحالة يعتمد على قدرة الفرد على إدراك الاختلاف الملعب. متىتتم إزالة الاختلافات الملعب في الألحان، ويمكن amusics الخلقية تميز الاختلافات إيقاع 21 بنجاح.
وقد لوحظت الفروق الفردية مهمة في ضربات الصمم. هذه الحقيقة يستحق اهتماما خاصا. في معظم الحالات، سواء تصور إيقاع والتزامن على وقع الموسيقى تعاني من نقص 2،12-14. ومع ذلك، يمكن أن تحدث الفقراء تزامن أيضا عند يدخر إيقاع التصور 2. وقد تبين هذا التفكك بين التصور والعمل في المجال توقيت باستخدام المهام التنصت متزامنة مع مجموعة متنوعة من المحفزات السمعية الإيقاعية (على سبيل المثال، المسرع والموسيقى) واستخدام مختلف المهام إيقاع التصور (على سبيل المثال، والتمييز من الألحان على أساس فترات صعيد آخر وكشف الانحرافات من تصنيف اللغات ايقاعيا في متواليات إيقاعية). هذه النتيجة الخاصة ذات الصلة لأنه يشير إلى الانفصال ممكن من الإدراك والعمل فيما يتعلق بآلية توقيتالصورة، كما لوحظ سابقا في معالجة الملعب 17،22-25. وسلط الضوء على dissociations مزيد اعتمادا على تعقيد التحفيز 2. معظم المزامنات الفقيرة أظهرت الصعوبات انتقائية مع المثيرات المعقدة (مثل الموسيقى أو الضوضاء التضمين السعة المستمدة من الموسيقى)، في حين أنها لا تزال تظهر تزامن دقيق وبما يتفق مع تسلسل المتزامن بسيطة. وأظهرت المزامنات الفقيرة الأخرى نمط المعاكس. وباختصار، فإن هذه النتائج تشير تلتقي في أن هناك مجموعة متنوعة من الظواهر توقيت اضطرابات في عموم السكان (كما لوحظ في المجالات الأخرى للمعالجة الموسيقية مثل الملعب 25،26)، والتي تتطلب مجموعة حساسية المهام التي ينبغي الكشف عنها. تميز أنماط اضطرابات إيقاع غير ذات أهمية خاصة لتسليط الضوء على آليات محددة التي خلل في نظام التوقيت.
والهدف من هذا الأسلوب هو موضح هنا هو توفير مجموعة من المهام التي يمكن أن تكونتستخدم لكشف حالات الصمم ضربات في عموم السكان وكشف أنواع فرعية مختلفة من الاضطرابات توقيت (على سبيل المثال، مما يؤثر على الإدراك الحسي مقابل توقيت الحسية أو فئة معينة من المحفزات الإيقاعية). ومعظمها تم فحص الحسية قدرات توقيت باستخدام إصبع التنصت المهام مع المواد السمعية. وطلب من المشاركين للاستفادة من السبابة في التزامن مع المثيرات السمعية، مثل لسلسلة من النغمات متباعدة بشكل متساو في الوقت المناسب أو إلى الموسيقى (أي، في تزامن أو الخطى التنصت مهمة 27-29). آخر نموذج شعبية، والتي كانت مصدرا للجهود النمذجة كبيرة 29-32، هو نموذج تزامن استمرار، والذي المشارك تواصل التنصت بمعدل المقدمة من المسرع بعد صوت قد توقف. هو درس الإيقاع تصور مع مجموعة متنوعة من المهام تتراوح بين التمييز والمدة، والتقدير، التنصيف (أي، مقارنة فترات ل'قصيرة' و & #39؛ معايير طويلة ')، والكشف عن anisochrony (أي تحديد ما إذا كان هناك فاصل زمني المنحرف ضمن تسلسل المتزامنة) لهذه المهمة محاذاة ضربات (أي الكشف عن ما إذا كان المسرع فرضه على الموسيقى تتماشى مع إيقاع) 1،2 ، 20،33،34. وقد ركزت معظم الدراسات في الوقت المحدد التصور، وفاز الإنتاج أو توقيت الحسية، التي تم اختبارها في عزلة. ومع ذلك، فمن المرجح أن مثل هذه المهام المختلفة تشير إلى قدرات مختلفة إلى حد ما (على سبيل المثال، والتوقيت الفاصل مقابل توقيت القائم على فوز، الإدراك الحسي مقابل توقيت الحسية) ولا تعكس أداء آليات توقيت نفس والعصبية الدوائر المرتبطة بها. يمكن التحايل هذه المشكلة باستخدام البطاريات المقترحة مؤخرا من المهام التي تقيم على حد سواء الحسية والحسية قدرات التوقيت. هذه البطاريات تسمح للباحثين للحصول على ملف تعريف شامل لقدرات توقيت الفرد. ومن أمثلة هذه البطاريات هي كنفي اختبار التوافق (BAT) 34، وبطارية لتقييم السمعية حسي حركي توقيت القدرات (BAASTA) 35، وجامعة هارفارد فوز اختبار التقييم (H-BAT) 36. وتتكون هذه البطاريات من التنصت المهام مع مجموعة متنوعة من المحفزات السمعية الإيقاعية تتراوح من الموسيقى إلى متواليات المتزامن وكذلك المهام الإدراكية (على سبيل المثال، والتمييز المدة، والكشف عن محاذاة المسرع على وقع الموسيقى، وanisochrony الكشف). في جميع الحالات، تم استخدام نفس مجموعة من مقتطفات موسيقية في المهام الإدراكية والحسية.
في هذه الورقة، نحن لتوضيح مجموعة من المهام التي تتسم بالكفاءة وبخاصة في الكشف عن أنماط اضطرابات إيقاع نبض في الأفراد الصم والمزامنات الفقيرة، كما هو مبين في الدراسات السابقة 2. هذه المهام هي جزء من أكبر بطارية من الاختبارات، وBAASTA 35. يتم اختبار القدرات توقيت الحسية عن طريق طرح المشاركين للاستفادة من اصبعهم على وقع بسيطة ومؤثرات معقدة السمعية (على سبيل المثال، تسلسل المتزامن، والموسيقى، والضوضاء الإيقاعي المستمدة من المحفزات الموسيقية) 27،28. يتم اختبار توقيت الإدراك الحسي مع مهمة الكشف anisochrony 2،20،33،37. يتم تقديم مجموعة من النغمات المتزامن. في بعض الحالات، واحدة من نغمات (على سبيل المثال، وقبل الأخيرة) يرد عاجلا أم آجلا من المتوقع على أساس هيكل المتزامنة من التسلسل السمعي. وطلب من المشاركين للكشف عن الانحرافات عن تصنيف اللغات ايقاعيا. وميزة هذه الحسية والإيقاع المهام التصور هو أن كلا منهما تنطوي على متواليات من المحفزات (بدلا من فترات واحدة) والمحفزات من التعقيد مختلف. وهكذا، استنادا إلى الأدلة السابقة، وهذه المهام توفر الظروف المثلى لكشف الظواهر مختلفة من الصمم وضعف ضربات التزامن. ويولى اهتمام خاص لهذه التقنية المعتمدة في تحليل البيانات التزامن. ويستند هذا الأسلوب على إحصاءات دائرية، وهو نهج بشكل خاص نحنليرة لبنانية مناسبة لدراسة تزامن غير دقيقة وغير متناسقة للفوز.
Protocol
Representative Results
Discussion
والهدف من هذا الأسلوب هو موضح هو توفير مجموعة من المهام واستراتيجيات تحليل لوصف قدرات توقيت غالبية الأفراد وكشف حالات الصمم أو ضعف ضربات التزامن. الخطوات الحاسمة للبروتوكول تنطوي 1) الإعداد للالأدوات المستخدمة في عرض الحوافز وجمع البيانات إصبع التنصت وردود المواضي?…
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).
