Aufdecken Schlag Taubheit: Entdecken Rhythmusstörungen mit Synchronized Finger Tapping und Wahrnehmungszeit Aufgaben

Summary

Behavioral Aufgaben, die für die Beurteilung der Wahrnehmungs- und sensomotorischen Timing Fähigkeiten in der allgemeinen Bevölkerung zu ermöglichen (dh Nicht-Musiker) werden vorgestellt. Synchronisation von Fingertippen auf den Beat eines auditiven Reizen und Erkennen rhythmischen Unregelmäßigkeiten stellt ein Mittel zur Aufdeckung von Rhythmusstörungen.

Abstract

Eine Reihe von Verhaltens-Aufgaben für die Beurteilung der Wahrnehmung und sensomotorische Timing Fähigkeiten in der allgemeinen Bevölkerung (dh Nicht-Musiker) ist hier mit dem Ziel der Aufdeckung von Herzrhythmus-Störungen, wie Beat Taubheit vorgestellt. Beat Taubheit durch schlechte Leistung bei der Wahrnehmung Dauern im Gehör rhythmische Muster oder schlechte Synchronisation von Bewegung mit auditiven Rhythmen (zB mit musikalischen Beats) gekennzeichnet. Diese Aufgaben umfassen die Synchronisierung von Fingertippen auf den Beat von einfachen und komplexen akustischen Reizen und den Nachweis von rhythmischen Unregelmäßigkeiten (anisochrony Detektionsaufgabe) in die gleichen Reize eingebettet. Diese Tests, die einfach zu verwalten sind, enthalten eine Bewertung sowohl Wahrnehmungs- und sensomotorischen Timing Fähigkeiten unter unterschiedlichen Bedingungen (zB zu schlagen Preise und Arten von Gehör Material) und basieren auf den gleichen auditive Reize basieren, die von einer einfachen Metronom zu einem komplexen Musikauszug. Die Analyse der Synchronized schneid Daten mit kreis Statistiken, die zuverlässig messen Synchronisationsgenauigkeit bereitzustellen geführt (beispielsweise die Differenz zwischen dem Timing der Abgriffe und dem Zeitablauf der Stimulationsimpulse) und Konsistenz. Rundschreiben Statistiken über Antippen Daten werden insbesondere zur Detektion von individuellen Unterschieden in der Bevölkerung gut geeignet. Synchronisiertes Gewindeschneiden und anisochrony Erkennung sind empfindlich Maßnahmen zur Identifizierung von Profilen von Herzrhythmus-Störungen, und mit Erfolg verwendet worden, um bei schlechter Synchronisation mit verschont Wahrnehmungs Timing aufzudecken. Diese systematische Bewertung der Wahrnehmungs- und sensomotorischen Timing kann die Bevölkerung von Patienten mit Hirnschäden, neurodegenerative Erkrankungen (zB Parkinson-Krankheit) und Entwicklungsstörungen (zB Aufmerksamkeits-Defizit-Hyperaktivitäts-Störung) erweitert werden.

Introduction

Die Menschen sind besonders effizient bei der Verarbeitung der Dauer der Ereignisse in ihrer Umgebung ¹ auftreten. Insbesondere ist die Möglichkeit, den Takt der Musik oder die regelmäßige Ticken einer Uhr und die Fähigkeit, mit ihm weitergehen (zB in Tanz oder synchronisiert Sport) wahrnehmen, in der Gesamtbevölkerung (dh bei Personen, die nicht erhalten haben, weit verbreitet musikalische Ausbildung) ^2,3. Diese Fähigkeiten werden durch ein komplexes neuronales Netzwerk mit kortikaler Gehirnregionen untermauert (zB die premotor Cortex und der Zusatzmotor Fläche) und subkortikalen Strukturen, wie den Basalganglien und dem Cerebellum ^4-7.

Unterbrechung dieses Netzwerkes und damit schlechte zeitliche Verarbeitung von Hirnschäden ^8-10 oder neuronale Degeneration führen, da bei Patienten mit Morbus Parkinson ¹¹ beobachtet. Allerdings schlechte Wahrnehmung der Dauer und schlechte Synchronisation auf den biss von Musik kann auch manifestieren in gesunden Individuen in Abwesenheit von Hirnschäden. Trotz der Tatsache, dass die Mehrheit von auditorischen Rhythmen wahrzunehmen und die Bewegung zum Takt zu synchronisieren (zB Musik), gibt es Ausnahmen. Einige Menschen haben große Schwierigkeiten bei der Synchronisierung ihrer Körperbewegungen oder Finger klopfen im Takt der Musik und kann schlechte Schlag Wahrnehmung zeigen, welche Schwierigkeiten bei der Unterscheidung Melodien mit Noten von unterschiedlicher Dauer. Dieser Zustand ist als "schlagen Taubheit" oder "Herzrhythmusstörungen" ^2,12-14 bezeichnet. So wurde zum Beispiel schlagen Taubheit in einer neueren Studie ^13, bei dem der Fall eines Patienten gestattet Mathieu berichtet wurde beschrieben. Mathieu war besonders ungenau zu springen im Takt der rhythmischen Songs (zB ein Merengue Songs). Synchronisation noch möglich war, sondern nur die Geräusche eines einfachen isochronen Sequenz (zB ein Metronom). Schlechte Synchronisation warmit schlechten Beat Wahrnehmung verbunden sind, nach dem Montreal-Batterie der Bewertung der Amusia (MBEA) ¹⁵ offenbart. In einer zusätzlichen Aufgabe, Mathieu wurde gebeten, die Bewegungen der Tänzerin auf die Musik übereinstimmt; Interessanterweise zeigten Mathieu unbeeinträchtigt Tonhöhenwahrnehmung.

Schlechte Rhythmuswahrnehmung und schlechte Synchronisation in Beat-taube Personen mit verschont Tonhöhenwahrnehmung, wurden in weiteren Studien ^2,12,14 beobachtet, wodurch eine überzeugende Beweise, die Herzrhythmus-Störungen kann isoliert auftreten. Beat Taubheit ist daher sich von der typischen Beschreibung des angeborenen amusia (dh Ton Taubheit), einer Erkrankung des Nervensystems beeinflussen Tonhöhenwahrnehmung und Produktion ^16-19. Interessant ist, dass arme Rhythmus Wahrnehmung und Produktion können nebeneinander auftreten, mit einer schlechten Pitch Verarbeitung bei kongenitaler amusia ^12,16,20. Dennoch schlechte Rhythmuswahrnehmung in diesem Fall hängt von der Fähigkeit eines Individuums zu Tonhöhenvariation zu erkennen. WannTonhöhenvariationen in Melodien werden entfernt, angeborene amusics können Rhythmusunterschiede ²¹ erfolgreich zu unterscheiden.

Wichtige individuelle Unterschiede in Schlag Taubheit beobachtet worden; diese Tatsache verdient besondere Beachtung. In den meisten Fällen sowohl Rhythmuswahrnehmung und Synchronisation mit dem Takt der Musik sind mangelhaft ^2,12-14; jedoch kann eine schlechte Synchronisation auch auftreten, wenn Rhythmuswahrnehmung geschont ^2. Diese Trennung zwischen Wahrnehmung und Handlung in der Zeitdomäne wurde mit synchronisierten Gewindeschneiden Aufgaben mit einer Vielzahl von rhythmischen akustische Reize (zB ein Metronom und Musik) und mit verschiedenen Rhythmuswahrnehmung Aufgaben (gezeigt beispielsweise die Diskriminierung von Melodien auf der Basis verschiedener Notenwerte und die Erfassung von Abweichungen von Isochronie in rhythmischen Sequenzen). Dieser Befund ist insbesondere von Bedeutung, da er auf die mögliche Trennung von Wahrnehmung und Handlung in Bezug auf Timing-Mechanismuss, wie zuvor in der Tonhöhe Verarbeitung ^17,22-25 beobachtet. Ferner Dissoziationen wurden in Abhängigkeit von der Komplexität Stimulus ² hervorgehoben. Die meisten armen Synchronisierungen ausgestellt selektive Schwierigkeiten mit komplexen Reize (zB Musik oder amplitudenmodulierte Rauschen aus der Musik), während sie zeigten noch genaue und konsistente Synchronisierung mit einfachen isochronen Sequenzen; andere arme Synchronisierungen zeigte das Gegenteil Muster. Zusammengefasst konvergieren diese Ergebnisse in das anzeigt, dass es eine Vielzahl von Phänotypen von Taktstörungen in der allgemeinen Bevölkerung, die eine empfindliche Gruppe von Aufgaben erforderlich detektiert werden (wie in den anderen Bereichen der Musikverarbeitung, wie Pech ^25,26 beobachtet). Charakterisierung der Muster des Rhythmus-Störungen ist besonders relevant, um Licht auf die spezifischen Mechanismen, die in der Zeitmesssystem eine Fehlfunktion sind zu vergießen.

Das Ziel der hier gezeigten Methode wird eine Reihe von Aufgaben, werden kannverwendet werden, um Fälle von Schlag Taubheit in der allgemeinen Bevölkerung zu entdecken und erkennen verschiedene Subtypen von Timing-Erkrankungen (zB Auswirkungen auf Wahrnehmungs vs. sensomotorischen Zeitpunkt oder eine bestimmte Klasse von rhythmischen Reizen). Sensomotorische Timing Fähigkeiten haben meist unter Verwendung von Fingertippen Aufgaben mit Gehör Material untersucht. Die Teilnehmer werden gebeten, ihr Zeigefinger synchron mit akustischer Reize, beispielsweise um eine Abfolge von Tönen zeitlich gleich oder Musik beabstandet (das heißt, in einer synchronisierten oder stimulierte schneid Aufgabe ^27-29) zu erschließen. Ein weiteres beliebtes Paradigma, das die Quelle von erheblicher Modellierungen ^29-32 hat, ist die Synchronisation Fortsetzungs Paradigma, bei dem der Teilnehmer weiterhin Klopfen mit der Rate von einem Metronom bereitgestellt, nachdem der Ton angehalten hat. Rhythm Wahrnehmung wird mit einer Vielzahl von Aufgaben, von der Dauer der Diskriminierung, die Einschätzung, Halbierung (dh untersucht, verglichen Dauer zu "kurz" und & #39; langen "Standards) und Detektion anisochrony (dh die Bestimmung, ob es eine abweichende Intervall innerhalb eines isochronen Sequenz) im Takt Ausrichtungsaufgabe (dh, zu erfassen, ob ein Metronom auf Musik überlagert ist mit dem Takt ausgerichtet) ^{1,2 , 20,33,34.} Die meisten Studien haben pünktlich Wahrnehmung spezialisiert und schlagen Produktion oder sensomotorischen Timing, die für sich allein geprüft wurden. Jedoch ist es wahrscheinlich, dass solche unterschiedlichen Aufgaben beziehen sich auf etwas andere Fähigkeiten (zB Intervallsteuerung vs. Takt basierenden Timing, Wahrnehmungs vs. sensomotorischen Timing) und nicht die Arbeitsweise der gleichen Zeitmechanismen und die zugeordneten neuronalen reflektieren. Dieses Problem kann durch die Verwendung kürzlich vorgeschlagen Batterien von Aufgaben, die sowohl Wahrnehmungs- und sensomotorischen Timing Fähigkeiten einzuschätzen umgangen werden. Diese Batterien können die Forscher eine umfassende Profil der individuellen Timing Fähigkeiten zu erhalten. Beispiele für solche Batterien sind das Abei Ausrichtungstest (BAT) ³⁴ ist die Batterie für die Bewertung von Auditory Sensomotorische Timing-Fähigkeiten (BAASTA) ³⁵ und der Harvard Schlagen Assessment Test (H-BAT) ^36. Diese Batterien bestehen aus Gewindeschneidaufgaben mit einer Vielzahl von rhythmischen auditive Reize, die von Musik zum isochronen Sequenzen sowie Wahrnehmungsleistungen (zB Dauer der Diskriminierung, Erkennung der Ausrichtung eines Metronom im Takt der Musik, und anisochrony Erkennung). In allen Fällen wurde der gleiche Satz von musikalischen Ausschnitten in Wahrnehmungs sensomotorische Aufgaben verwendet.

In diesem Artikel zeigen wir eine Reihe von Aufgaben, die besonders effizient bei enthüllt Muster Rhythmusstörungen in Beat-Gehörlosen und schlechte Synchronisierungen sind, als in früheren Studien. ² gezeigt Diese Aufgaben werden als Teil einer größeren Reihe von Tests, die BAASTA ^35. Sensomotorische Timing Fähigkeiten, indem er die Teilnehmer, ihre Finger im Takt der einfachen tippen getestet undkomplexe akustische Reize (zB isochronen Sequenzen, Musik und rhythmischen Lärm von musikalischen Stimuli abgeleitet) ^27,28. Perceptual Timing mit einem anisochrony Detektionsaufgabe ^2,20,33,37 getestet. Eine Reihe von isochrone Töne wird vorgestellt. In einigen Fällen kann einer der Töne (beispielsweise dem vorletzten) früher oder später als basierend auf der isochronen Struktur des Gehör Sequenz erwartet dargestellt. Teilnehmer werden gebeten, Abweichungen von Isochronie erkennen. Der Vorteil dieser sensomotorischen und Rhythmus der Wahrnehmung Aufgaben ist, dass sie beide Sequenzen von Reizen (anstelle von einzelnen Laufzeiten) und Reize verschiedener Komplexität einzubeziehen. So auf der Grundlage früherer Beweise, diese Aufgaben bieten die optimalen Voraussetzungen, um verschiedene Phänotypen Schlag Taubheit und schlechte Synchronisation aufzudecken. Besondere Aufmerksamkeit wird auf die Technik bei der Analyse von Synchronisationsdaten angenommen ausgezahlt. Diese Technik basiert auf Rund Statistiken auf der Grundlage, dass ein Ansatz ist besonders wirfür die Prüfung von falschen und inkonsistenten Synchronisation im Takt ll geeignet.

Protocol

1. Synchronisation Aufgaben Vorbereitung des Instruments: Schließen Sie ein Standard-MIDI-Percussion-Instrument an den Computer über einen konventionellen MIDI-Schnittstelle. HINWEIS: Die Datenerfassung wird über eine MIDI elektronische Schlaginstrument realisiert. Das Gerät erfasst den genauen Zeitpunkt der Fingerberührungen während der Motorsynchronisationsaufgaben. Öffnen Sie die spezielle Software für die Reizdarbietung und Reaktions Aufnahme. HINWEIS: Die Synchron…

Representative Results

Die oben beschriebenen Aufgaben mit Erfolg verwendet worden, um die Timing-Fähigkeiten von Personen, ohne musikalische Ausbildung 2,34-36 charakterisieren. In einer aktuellen repräsentativen Studie über Beat-Taubheit 2, eine Gruppe von 99 Nicht-Musiker (Studenten) wurden untersucht mit Hilfe von zwei einfachen Synchronisationsaufgaben. Teilnehmer synchronisiert ihre Finger klopfen mit einem isochronen Sequenz und einer musikalischen Auszug in einem angenehmen Tempo (mit einer IOI / IBI von 600 m…

Discussion

Das Ziel des beschriebenen Verfahrens ist es, eine Reihe von Aufgaben und Analysestrategien bereitzustellen, um das Timing Fähigkeiten der Mehrzahl der Individuen zu charakterisieren und zu detektieren Fälle Schlag Taubheit oder schlechte Synchronisation. Die kritischen Schritte des Protokolls betreffen 1) die Einrichtung der für die Reizdarbietung und Sammlung von Fingertippen Daten verwendeten Instrumente und Antworten Themen ", 2) Datenerfassung mit Hilfe von zwei Gruppen von Aufgaben (Synchronisation und Rhy…

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.