Het blootleggen van Beat Doofheid: Het opsporen ritmestoornissen met gesynchroniseerde Finger tikken en Perceptuele Timing Taken

Summary

Behavioral taken die het mogelijk maken voor de beoordeling van perceptuele en sensomotorische timing vaardigheden in de algemene bevolking (dat wil zeggen, niet-musici) worden gepresenteerd. Synchronisatie van de vinger te tikken op het ritme van een auditieve stimuli en het opsporen van ritmische onregelmatigheden biedt een middel om het blootleggen van ritmestoornissen.

Abstract

Een reeks gedragstaken voor de beoordeling perceptuele en sensorimotorische timing vaardigheden in de algemene populatie (niet-musici) wordt hier voorgesteld met als doel het blootleggen ritmestoornissen, zoals sla doofheid. Beat doofheid wordt gekenmerkt door een slechte prestaties in het waarnemen van looptijden in auditieve ritmische patronen of slechte synchronisatie van de beweging met auditieve ritmen (bv, met muzikale beats). Deze taken zijn onder andere de synchronisatie van de vinger te tikken op het ritme van eenvoudige en complexe auditieve stimuli en de opsporing van ritmische onregelmatigheden (anisochrony detectie taak) ingebed in dezelfde stimuli. Deze tests, die eenvoudig te beheren zijn, onder meer een evaluatie van zowel perceptuele en sensomotorische timing vaardigheden onder verschillende omstandigheden (bijvoorbeeld, beat en typen auditieve materiaal) en zijn gebaseerd op dezelfde auditieve stimuli, variërend van een eenvoudige metronoom om een complex muzikaal fragment. De analyse van synchroonized tikken gegevens wordt uitgevoerd met cirkelvormige statistieken die betrouwbare meting van de nauwkeurigheid synchronisatie bieden (bijvoorbeeld het verschil tussen de timing van de kranen en de timing van de stimulatiepulsen) en consistentie. Circulaire statistieken tikken gegevens zijn bijzonder geschikt voor het detecteren van individuele verschillen in de algemene bevolking. Gesynchroniseerd tappen en anisochrony detectie gevoelig zijn maatregelen voor het identificeren van profielen van ritmestoornissen en zijn met succes gebruikt om gevallen van slechte synchronisatie met gespaard perceptuele timing ontdekken. Deze systematische beoordeling van perceptuele en sensomotorische timing kan worden uitgebreid tot populaties van patiënten met een hersenbeschadiging, neurodegeneratieve ziekten (bv de ziekte van Parkinson), en ontwikkelingsstoornissen (bijv, Attention Deficit Hyperactivity Disorder).

Introduction

Mensen zijn bijzonder efficiënt verwerken van de duur van gebeurtenissen in hun omgeving ^1. Met name de mogelijkheid om het ritme van muziek of regelmatig tikken van een klok en het vermogen meebewegen actie (dans of gesynchroniseerd sport) waarnemen wijdverspreid in de algemene populatie (Bij personen die niet ontvangen muzikale opleiding) ^2,3. Deze vaardigheden worden ondersteund door een complex neuronaal netwerk waarbij corticale gebieden van de hersenen (bijvoorbeeld de premotorische cortex en de aanvullende motorische gebied) en subcorticale structuren, zoals de basale ganglia en het cerebellum ^4-7.

Verstoring van dit netwerk en de daaruit voortvloeiende slechte temporele verwerking kan het gevolg zijn van hersenletsel ^8-10 of neuronale degeneratie, zoals waargenomen bij patiënten met de ziekte van Parkinson ^11. Echter, slechte perceptie van de duur en de slechte synchronisatie naar de beten van muziek kan manifesteren bij gezonde individuen in afwezigheid van hersenbeschadiging. Ondanks het feit dat de meerderheid auditieve ritmen kunnen waarnemen en synchroniseren van de beweging op het ritme (bijvoorbeeld muziek), zijn er uitzonderingen. Sommige mensen hebben ernstige moeilijkheden bij het synchroniseren van hun bewegingen van het lichaam of de vingers te tikken op de beat van de muziek en kan vertonen slechte tel perceptie, het tonen moeilijkheden bij het discrimineren melodieën met noten van verschillende duur. Deze voorwaarde is bedoeld als "beat doofheid" of "ritmestoornissen" ^2,12-14. Zo werd verslagen doofheid beschreven in een recente studie ^13, waarbij bij een patiënt genaamd Mathieu gemeld. Mathieu was bijzonder onnauwkeurig bij stuiteren op de beat van ritmische nummers (bijvoorbeeld een Merengue lied). Synchronisatie was nog steeds mogelijk, maar alleen op de klanken van een eenvoudige isochrone worden (bijvoorbeeld, een metronoom). Slechte synchronisatie wasgeassocieerd met een slechte slag perceptie, zoals blijkt uit de Montreal Batterij van de Evaluatie van Amusia (MBEA) ^15. In een extra taak werd Mathieu gevraagd om de bewegingen van een danser muziek passen; Interessant, Mathieu tentoongesteld onverkort toonhoogte perceptie.

Arme ritme perceptie en slechte synchronisatie, in ritme-dove personen met gespaard toonhoogtewaarneming, werden waargenomen in verdere studies ^2,12,14, en zo overtuigend bewijs dat ritme stoornissen kunnen optreden in isolement. Beat doofheid is dan ook onderscheiden van de typische beschrijving van aangeboren amusie (dat wil zeggen, de toon doofheid), een neurologische aandoening die de toonhoogte perceptie en productie ^16-19. Interessant, slechte ritme perceptie en productie kan samen voorkomen met een slechte worp verwerking in aangeboren amusie ^12,16,20. Niettemin slechte ritme waarneming in dit geval afhankelijk van het vermogen van een individu om toonhoogtevariatie waarnemen. Wanneervariaties in toonhoogte in melodieën worden verwijderd, aangeboren amusics succes kan ritme verschillen ²¹ discrimineren.

Belangrijke individuele verschillen waargenomen in ritme doofheid; Dit feit verdient bijzondere aandacht. In de meeste gevallen, zowel ritme perceptie en synchronisatie op de beat van de muziek hebben een tekort ^2,12-14; echter, kan een slechte synchronisatie ook optreden wanneer ritme perceptie wordt gespaard ^2. Deze dissociatie tussen perceptie en actie in de timing domein is aangetoond met behulp gesynchroniseerd tappen taken met een verscheidenheid van ritmische auditieve stimuli (bv, een metronoom en muziek) en het gebruik van verschillende ritme perceptie taken (bijvoorbeeld de discriminatie van melodieën op basis van verschillende duur en het opsporen van afwijkingen van isochrony in ritmische sequenties). Deze bevinding is bijzonder relevant omdat het wijst op de mogelijke scheiding van perceptie en actie met betrekking tot de timing mechanismes, zoals eerder waargenomen in toonhoogte verwerking ^17,22-25. Verdere dissociations werden benadrukt afhankelijk van de stimulus complexiteit ^2. De meeste arme synchronizers tentoongesteld selectieve problemen met complexe stimuli (bijvoorbeeld muziek of amplitudegemoduleerde lawaai afkomstig van muziek), terwijl ze nog toonde nauwkeurige en consistente synchronisatie met eenvoudige isochronous sequenties; andere arme synchronizers toonde het tegenovergestelde patroon. Kortom, deze resultaten convergeren aangeeft dat er een verscheidenheid van fenotypen timing stoornissen bij de algemene populatie (zoals waargenomen in andere domeinen van muzikale bewerking zoals toonhoogte ^25,26), die een gevoelige aantal taken moeten worden gedetecteerd. Karakteriseren van de patronen van ritmestoornissen is met name relevant om licht te werpen op de specifieke mechanismen die worden storingen in de timing systeem.

Het doel van de methode die hier is weergegeven is om een ​​set van taken die kunnen worden voorziengebruikt om gevallen van tel doofheid te ontdekken in de algemene bevolking en op te sporen verschillende subtypes van timing aandoeningen (bijvoorbeeld van invloed zijn op waarneming vs. sensomotorische timing of een bepaalde klasse van ritmische stimuli). Sensomotorische timing vaardigheden zijn meestal onderzocht met behulp van vingers tikken taken met auditieve materiaal. Deelnemers worden gevraagd om hun wijsvinger synchroon tik met auditieve stimuli, zoals een opeenvolging van tonen op gelijke afstand in de tijd of naar muziek (dat wil zeggen, in een gesynchroniseerde of gestimuleerde tikken taak ^27-29). Een andere populaire paradigma, waarbij de bron van aanzienlijke inspanningen modelleren ^29-32 is, is de synchronisatie-voortzetting paradigma, waarin de deelnemer blijft tikken op de voet door een metronoom nadat het geluid ophoudt. Ritme perceptie wordt bestudeerd met een verscheidenheid aan taken, variërend van discriminatie duur, schatting, tweedeling (dat wil zeggen, het vergelijken van de duur om 'short' en & #39; lange 'normen), en detectie van anisochrony (dat wil zeggen, het bepalen of er sprake is van een afwijkend interval binnen een isochroon volgorde) op de beat uitlijning taak (dat wil zeggen, het detecteren of een metronoom gesuperponeerd op muziek is uitgelijnd met de beat) ^{1,2 , 20,33,34.} De meeste studies hebben zich gericht op tijdsbeleving, sloeg de productie of sensomotorische timing, die werden getest in isolement. Het is echter waarschijnlijk dat zulke verschillende taken betrekking enigszins verschillende vaardigheden (bijv interval timing versus-beat gebaseerde timing, perceptuele vs. sensorimotorische timing) en geven niet de werking van dezelfde timing mechanismen en de bijbehorende neuronale circuits. Dit probleem kan worden omzeild door het gebruik van recent voorgestelde batterijen van taken die zowel perceptuele en sensomotorische timing vaardigheden te beoordelen. Deze batterijen kunnen de onderzoekers om een ​​uitputtende profiel van timing capaciteiten van een individu te verkrijgen. Voorbeelden van dergelijke accu's zijn de bebij uitlijning test (BBT) ^34, de batterij voor de Evaluatie van Auditieve Sensorimotor Timing Abilities (BAASTA) ^35, en de Harvard Beat Assessment Test (H-BAT) ^36. Deze batterijen omvatten tikken taken diverse ritmische auditieve stimuli variërend van muziek isochrone sequenties en perceptuele taken (bijvoorbeeld discriminatie duur detectie van de uitlijning van een metronoom op het ritme van muziek en anisochrony detectie). In alle gevallen dezelfde set van muzikale fragmenten werd gebruikt in perceptuele en sensomotorische taken.

In dit artikel illustreren we een aantal taken die bijzonder efficiënt bij het ​​onthullen van patronen van ritmestoornissen in ritme-dove mensen en arme synchronizers, zoals in eerdere studies ^2. Deze taken zijn onderdeel van een grotere batterij van tests, het BAASTA ^35. Sensomotorische timing vaardigheden worden getest door te vragen de deelnemers om hun vinger tikken op het ritme van eenvoudige encomplexe auditieve stimuli (bv isochrone sequenties, muziek en ritmische geluid afkomstig van de muzikale stimuli) ^27,28. Perceptuele timing is getest met een anisochrony detectie taak ^2,20,33,37. Een set van isochrone tinten wordt gepresenteerd. In sommige gevallen, is een van de tonen (bijvoorbeeld het voorlaatste) vroeger of later dan verwacht op basis van de isochrone structuur van de auditieve sequentie gepresenteerd. Deelnemers wordt gevraagd om afwijkingen te detecteren uit isochrony. Het voordeel van deze sensorimotorische en ritme perceptie taken is dat ze beide reeksen stimuli (in plaats van afzonderlijke perioden) en stimuli van verschillende complexiteit omvatten. Dus, op basis van eerdere gegevens, deze taken bieden de optimale omstandigheden om verschillende fenotypes van tel doofheid en slechte synchronisatie ontdekken. Bijzondere aandacht wordt besteed aan de in de analyse van de synchronisatie van gegevens aangenomen techniek. Deze techniek is gebaseerd op ronde statistiek, een benadering die bijzonder well geschikt voor de behandeling van onnauwkeurige en inconsistent synchronisatie op de beat.

Protocol

1. Synchronisatie Taken Voorbereiding van instrumenten: Sluit een standaard MIDI percussie-instrument op de computer via een conventionele MIDI-interface. OPMERKING: Data acquisitie wordt gerealiseerd via een MIDI elektronische percussie-instrument. Het apparaat vangt de exacte timing van de vinger kranen tijdens de motor synchronisatie taken. Open de speciale software voor de stimulus presentatie en respons opname. OPMERKING: De synchronisatie taak wordt uitgevoerd met behulp…

Representative Results

De hierboven beschreven taken zijn met succes gebruikt om de timing mogelijkheden van individuen te karakteriseren zonder muzikale opleiding 2,34-36. In een recent representatief onderzoek op tel-doofheid 2, werd een groep van 99 niet-musici (studenten) gescreend met behulp van twee eenvoudige synchronisatie taken. Deelnemers gesynchroniseerd hun vinger te tikken met een isochroon sequentie en een muzikaal fragment op een comfortabele tempo (met een IOI / IBI van 600 msec). Tien van de deelnemers b…

Discussion

Het doel van de beschreven methode is om een ​​set van taken en analyse van strategieën te bieden aan de timing capaciteiten van de meerderheid van de individuen te karakteriseren en te detecteren gevallen van tel doofheid of slechte synchronisatie. De kritische stappen van het protocol te betrekken 1) de opstelling van de voor stimulus presentatie en collectie van de vinger te tikken gegevens instrumenten en reacties onderwerpen ', 2) het verzamelen van gegevens met behulp van twee sets van taken (synchronisat…

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.