Testning Tactile Maskering mellan underarmarna
Summary
Here we explore contralateral tactile masking between the forearms in which tactile detection thresholds are modulated by vibration applied to a remote site. The details of which remote sites have an effect can tell us about how the body is represented in the brain.
Abstract
Masking, in which one stimulus affects the detection of another, is a classic technique that has been used in visual, auditory, and tactile research, usually using stimuli that are close together to reveal local interactions. Masking effects have also been demonstrated in which a tactile stimulus alters the perception of a touch at a distant location. Such effects can provide insight into how components of the body’s representations in the brain may be linked. Occasional reports have indicated that touches on one hand or forearm can affect tactile sensitivity at corresponding contralateral locations. To explore the matching of corresponding points across the body, we can measure the spatial tuning and effect of posture on contralateral masking. Careful controls are required to rule out direct effects of the remote stimulus, for example by mechanical transmission, and also attention effects in which thresholds may be altered by the participant’s attention being drawn away from the stimulus of interest. The use of this technique is beneficial as a behavioural measure for exploring which parts of the body are functionally connected and whether the two sides of the body interact in a somatotopic representation. This manuscript describes a behavioural protocol that can be used for studying contralateral tactile masking.
Introduction
Taktil maskering är där en taktil stimulans på ett ställe på kroppen förändrar synen på en touch på en annan plats. Detta är en teknik som uppfunnen av von Békésy en för att avslöja plats interaktioner, särskilt lateral inhibition, mellan hudområden som ligger intill på kroppsytan. Medan taktil maskering har studerats mycket under åren har forskningen huvudsakligen undersökts ipsilateral taktil maskering med användning av elektrisk stimulering 2, 3, tryck 4, och vibrotaktila stimulering 5, 6. Däremot har få studier tittat på kontra taktil maskering där maskering och sond webbplatser kan vara långt. Långväga taktila skymda har visats mellan spegelsymmetriska punkter på handen och armen 5, 7-9, men dessa studier har till stor del begränsad till att titta på händer och fingrar 7, 10, med mer omfattande delar av hela kroppen som till stor del ignorerats. Ett mål för sådana långväga maskerings experiment är att visa hur komponenterna i kroppens representation i hjärnan kan funktionellt länkas. Här är fenomenet långväga taktil maskering utforskas genom att undersöka hur vibrationer tillämpas på en underarm kan påverka taktila känslighetströsklarna på motsatt armen. Tröskeln till den minsta stimulans som behövs för att upptäcka en stimulans. Vi definierar detta som intensiteten vid vilken stimulus detekteras 75% av tiden. Vi använde en taktil maskeringsteknik i vilken taktil känslighet (det reciproka värdet av tröskelvärdet) på en underarmen mäts i närvaro av en vibrerande stimulans (masken) på en annan del av kroppen. Effektiv maskering avslöjas av en ökning i tröskeldetekterings dvs en minskning i känslighet. Tekniken kan användas i kombination med andra manipulationer såsom varierande lem läget or rörelse för att utforska deras effekter på effektiviteten av maskering.
Här har vi använt vibrotaktila stimuli som maskerings stimulans. Fördelen med detta är att den frekvens, och följaktligen den typ receptor som den stimulerar kan kontrolleras. Tekniken skulle kunna utvidgas för att titta på smärta med användning av elektriska stimuli som prob eller masken eller båda. Dessutom kan en webbplats kan användas som maskerings site tillåter undersökning av akupunkturställen för exempel.
Protocol
Representative Results
Discussion
Här är ett detaljerat protokoll för kontra taktil maskering beskrivs och tidigare publicerade resultat med hjälp av teknik för att testa taktila detekteringströsklar visas. Fördelen med denna metod är att tröskelvärdena mäts med användning av en psykofysiskt rigorös teknik. Den påtvingade val förfarande två alternativ (2AFC) är relativt okänslig för svarsbias och därmed från uppmärksamhets effekter. Den adaptiva trappa förfarande för bryning in på det aktuella tröskelvärdet är mycket effektiv…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
LRH stöddes av naturvetenskaplig och teknisk forskning Council (NSERC) i Kanada. SD delvis stöd från NSERC Skapa program.
Materials
| C-2 tactor | ATAC Technology; Engineering Acoustics, Inc. | http://www.atactech.com/PR_tactors.html | |
| Magic Wand | Hitachi | http://magicwandoriginal.com/magic-wand-original/ | |
| FC5 Foot Pedals | Yamaha Corporation | http://ca.yamaha.com/en/products/music-production/accessories/footpedals/fc5/?mode=model | |
| MATLAB | The Mathworks, Inc. | http://www.mathworks.com/products/matlab/ | |
| Velcro | Velcro Industries B.V. | http://www.velcro.com/ |
References
- von Békésy, G. . Sensory Inhibition. , (1967).
- Uttal, W. R. Inhibitory interaction of responses to electrical stimuli in the fingers. J. Comp. Physiol. Psych. 53 (1), 47-51 (1960).
- Schmid, E. Temporal aspects of cutaneous interaction with two-point electrical stimulation. J. Exp. Psychol. Gen. 61, 400-409 (1961).
- Abramsky, O., Carmon, A., Bentontt, A. L. Masking of and by tactile pressure stimuli. Percept. Psychophys. 10 (5), 353-355 (1971).
- Sherrick, C. E. Effects of double simultaneous stimulation of the skin. Am. J. Psychol. 77, 42-53 (1964).
- Gilson, R. D. Vibrotactile masking: effects of multiple maskers. Percept. Psychophys. 95 (4), 2213-2220 (1969).
- Braun, C., Hess, H., Burkhardt, M., Wühle, A., Preissl, H. The right hand knows what the left hand is feeling. Exp. Brain. Res. 162 (3), 366-373 (2005).
- Tamè, L., Farnè, A., Pavani, F. Spatial coding of touch at the fingers: Insights from double simultaneous stimulation within and between. Neurosci. Lett. 487 (1), 78-82 (2011).
- Tamè, L., Moles, A., Holmes, N. P. Within but not between hands interactions in vibrotactile detection thresholds reflect somatosensory receptive field organization. Front. Psychol. 5, 1-9 (2014).
- Harris, J. A., Diamond, M. E. Ipsilateral and contralateral transfer of tactile learning. Neuroreport. 11 (2), 263-266 (2000).
- Fechner, G. T. . Elemente der Psychophysik . , (1860).
- Watson, A., Pelli, D. QUEST-A Bayesian adaptive psychophysical method. Percept. Psychophys. 33, 113-120 (1983).
- D’Amour, S., Harris, L. R. Contralateral tactile masking between forearms. Exp. Brain. Res. 232 (3), 821-826 (2014).
- D’Amour, S., Harris, L. R. Vibrotactile masking through the body. Exp. Brain. Res. 232 (9), 2859-2863 (2014).
- Gescheider, G. A., Herman, D. D., Phillips, J. N. Criterion shifts in the measurement of tactile masking. Percept. Psychophys. 8, 433-436 (1970).
- Iwamura, Y., Tanaka, M., Iriki, A., Taoka, M., Toda, T. Processing of tactile and kinesthetic signals from bilateral sides of the body in the postcentral gyrus of awake monkeys. Behav. Brain. Res. 135 (1-2), 185-190 (2002).
- Killackey, H. P., Gould, H. J., Cusick, C. G., Pons, T. P., Kaas, J. H. The relation of corpus callosum connections to architectonic fields and body surface maps in sensorimotor cortex of new and old world monkeys. J. Comp. Neurol. 219 (4), 384-419 (1983).
- Reed, J. L., Qi, H. X., Kaas, J. H. Spatiotemporal properties of neuron response suppression in owl monkey primary somatosensory cortex when stimuli are presented to both hands. J. Neurosci. 31 (10), 3589-3601 (2011).
- Hlushchuk, Y., Hari, R. Transient suppression of ipsilateral primary somatosensory cortex during tactile finger stimulation. J. Neurosci. 26 (21), 5819-5824 (2006).
- Nihashi, T., et al. Contralateral and ipsilateral responses in primary somatosensory cortex following electrical median nerve stimulation–an fMRI study. Clin. Neurophysiol. 116 (4), 842-848 (2005).
- Tamè, L., et al. The contribution of primary and secondary somatosensory cortices to the representation of body parts and body sides: an fMRI adaptation study. J. Cognitive. Neurosci. 24 (12), 2306-2320 (2012).
- Tamè, L., Farnè, A., Pavani, F. Vision of the body and the differentiation of perceived body side in touch. Cortex. 49 (5), 1340-1351 (2013).
- Tamè, L., Pavani, F., Papadelis, C., Farnè, A., Braun, C. Early integration of bilateral touch in the primary somatosensory cortex. Hum. Brain. Mapp. 36 (4), 1506-1523 (2015).
- Gilson, R. D. Vibrotactile masking: Some spatial and temporal aspects. Percept. Psychophys. 5 (3), 176-180 (1969).
- Alliusi, E., Morgan, B., Hawkes, G. R. Masking of cutaneous sensations in multiple stimulus presentations. Percept. Motor. Skill. 20, 39-45 (1965).
- Geldard, F. A., Sherrick, C. E. Multiple cutaneous stimulation: The discrimination of vibratory patterns. J. Acoust. Soc. Am. 37, 797-801 (1965).
- Craig, J. C. Vibrotactile loudness addition. Percept. Psychophys. 1, 185-190 (1966).
