Измерение и анализ порога временной дискриминации применяется к цервикальной дистонии
Summary
Представлены методы для измерения и анализа порога временной дискриминации, и его применение для исследования патогенеза цервикальной дистонии, обсуждаются.
Abstract
Порог временной дискриминации (TDT) является короткий интервал времени, на котором наблюдателя может дискриминацию двух последовательных раздражителей как асинхронные (обычно 30-50 мс). Было показано, чтобы быть ненормальным (длительное) в неврологических расстройств, включая цервикальной дистонии, фенотип onset взрослого идиопатическая изолированных координационных дистонии. TDT количественная мера способности воспринимать быстрые изменения в окружающей среде и считается примерного поведения визуального нейронов в четверохолмия, ключевой узел в тайных внимания ориентации. Эта статья устанавливает методы измерения TDT (включая две опции и два режима представления раздражители). Мы также изучить два подхода, анализа данных и расчет TDT. Также обсуждается применение оценки временной дискриминации для понимания патогенеза цервикальной дистонии и идиопатический изолированных координационных дистонии onset взрослого.
Introduction
Временной дискриминации описывает способность человека к дискриминации, или воспринимать, быстрые изменения в их среде. Порог временной дискриминации (TDT) является короткий интервал времени, на котором человек может воспринимать, что два последовательных сенсорные стимулы являются асинхронными. Было показано, что временной дискриминации аномально длительного расстройств, влияющих на базальных ганглиев, включая дистонии1,2,3,4,5,6 , 7.
Гипоталамус является третьей наиболее распространенной движение неврологические расстройства – после Паркинсона‘s болезней и основных тремор. Он характеризуется постоянной или прерывистой мышечных сокращений, вызывая ненормальное, часто повторяющихся движений или позы8. Дистония может повлиять на любой части тела. Когда она влияет на одну часть тела он известен как координационных дистонии8. Дистония, затрагивающие мышцы шеи известен как цервикальной дистонии и является наиболее распространенным фенотип onset взрослого идиопатическая изолированных координационных дистонии. 9 , 10 патогенеза цервикальной дистонии остается неизвестным; Он считается генетическим расстройством с аутосомно-доминантное наследование и заметно снижение пенетрантностью. Экологические факторы также считаются важными в связи с болезнью пенетрантностью и выражение.
Четверохолмия, сенсомоторной структура, расположенная в спинного мозга, имеет важное значение для быстрого обнаружения экологических раздражителей в процессе скрытой внимания ориентации2,,1112. Визуальные раздражители доступ четверохолмия быстро через ретино тектальный Магноцеллюлярные пути. TDT является простой, объективная мера считается обработки визуальных (и другие сенсорные стимулы) в поверхностных слоях четверохолмия. TDT изучалось в людей с цервикальной дистонии, их независимость родственников и здорового контроля участников. По сравнению с возраста и пола соответствием контроля участников, Аномальные TDT обладает высокой чувствительностью (97%, 36 37 пациентов) и специфичность (98-100%) в цервикальной дистонии1. Аномальные TDT был обнаружен в 50% не влияет ближайших родственников женщин, больных с цервикальной дистонии (14 25, в возрасте 48 лет и старше), демонстрируя пенетрантностью, связанных с возрастом и секс с аутосомно-доминантное наследование13, 14. аномальные ТДТ в силе родственников больных цервикальной дистонии (по сравнению с родственников с нормальной TDTs) связано с увеличением объема putaminal (по voxel-на-основе морфометрия)15 и снижение putaminal активности (по МР-томографию)4 . Четверохолмия считается значительным узел в нейронной сети, которая является неблагополучной в цервикальной дистонии12. Оценку временной дискриминации рассматривается как предоставление важные улики, а Патомеханизмы базовой цервикальной дистонии.
Цель этой статьи – представить два метода для измерения и анализа временной дискриминации, а также демонстрируя применение этого метода для изучения патофизиологии цервикальной дистонии.
Protocol
Representative Results
Discussion
TDT измерение и анализ
Две формы аппарат (столешница гарнитура), два методов и стимул презентации (лестница и случайных) и два подхода к анализу данных (традиционные и распределение) были представлены для иллюстрации как оценить и количественно человек височной с?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Это исследование было поддержке грантов от исследований Совет здравоохранения, дистония Ирландии, Ирландии фонд науки и ирландского института клинической неврологии.
Materials
| TDT head set | Can be supplied by Trinity Centre for Bioengineering, Trinity College Dublin. Alternatively full instructions are available for free download from http://www.dystoniaresearch.ie/temporal-discrimination-threshold/ | 1 | A custom-built, portable device for the presentation of visual stimuli. |
| TDT table top LED box | Can be supplied by Trinity Centre for Bioengineering, Trinity College Dublin. Alternatively full instructions are available for free download from http://www.dystoniaresearch.ie/temporal-discrimination-threshold/ | 2 | A custom-built, table-top device for the presentation of visual stimuli. |
| Microcontroller | Can be supplied by Trinity Centre for Bioengineering, Trinity College Dublin. Alternatively full instructions are available for free download from http://www.dystoniaresearch.ie/temporal-discrimination-threshold/ | 3 | A custom-built microcontroller for the delivery of visual stimuli in staircase or random order, with precise inter-stimulus intervals. |
References
- Bradley, D., et al. Temporal discrimination thresholds in adult-onset primary torsion dystonia: an analysis by task type and by dystonia phenotype. J Neurol. 259 (1), 77-82 (2012).
- Hutchinson, M., et al. The endophenotype and the phenotype: temporal discrimination and adult-onset dystonia. Mov Disord. 28 (13), 1766-1774 (2013).
- Kimmich, O., et al. Sporadic adult onset primary torsion dystonia is a genetic disorder by the temporal discrimination test. Brain. 134 (Pt 9), 2656-2663 (2011).
- Kimmich, O., et al. Temporal discrimination, a cervical dystonia endophenotype: penetrance and functional correlates. Mov Disord. 29 (6), 804-811 (2014).
- Molloy, A., et al. A headset method for measuring the visual temporal discrimination threshold in cervical dystonia. Tremor Other Hyperkinet Mov (N Y). 4, 249 (2014).
- Termsarasab, P., et al. Neural correlates of abnormal sensory discrimination in laryngeal dystonia. Neuroimage Clin. 10, 18-26 (2016).
- Fiorio, M., et al. Defective temporal processing of sensory stimuli in DYT1 mutation carriers: a new endophenotype of dystonia?. Brain. 130 (1), 134-142 (2007).
- Albanese, A., et al. Phenomenology and classification of dystonia: a consensus update. Mov Disord. 28 (7), 863-873 (2013).
- Nutt, J. G., Muenter, M. D., Aronson, A., Kurland, L. T., Melton, L. J. Epidemiology of focal and generalized dystonia in Rochester, Minnesota. Mov Disord. 3 (3), 188-194 (1988).
- Williams, L., et al. Epidemiological, clinical and genetic aspects of adult onset isolated focal dystonia in Ireland. Eur J Neurol. , (2016).
- Bell, A. H., Munoz, D. P. Activity in the superior colliculus reflects dynamic interactions between voluntary and involuntary influences on orienting behaviour. Eur J Neurosci. 28 (8), 1654-1660 (2008).
- Hutchinson, M., et al. Cervical dystonia: a disorder of the midbrain network for covert attentional orienting. Front Neurol. 5, 54 (2014).
- Williams, L. J., et al. Young Women do it Better: Sexual Dimorphism in Temporal Discrimination. Front Neurol. 6, 258 (2015).
- Butler, J. S., et al. Age-Related Sexual Dimorphism in Temporal Discrimination and in Adult-Onset Dystonia Suggests GABAergic Mechanisms. Front Neurol. 6, 258 (2015).
- Bradley, D., et al. Temporal discrimination threshold: VBM evidence for an endophenotype in adult onset primary torsion dystonia. Brain. 132 (Pt 9), 2327-2335 (2009).
- Butler, J. S., et al. Non-parametric bootstrapping method for measuring the temporal discrimination threshold for movement disorders. J Neural Eng. 12 (4), 046026 (2015).
- Wichmann, F. A., Hill, N. J. The psychometric function: I. Fitting, sampling, and goodness of fit. Percept Psychophys. 63 (8), 1293-1313 (2001).
- McGovern, E. M., et al. A comparison of stimulus presentation methods in temporal discrimination testing. Physiol Meas. 38 (2), N57-N64 (2017).
- Scontrini, A., et al. Somatosensory temporal discrimination in patients with primary focal dystonia. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 80 (12), 1315-1319 (2009).
- Nardella, A., et al. Inferior parietal lobule encodes visual temporal resolution processes contributing to the critical flicker frequency threshold in humans. PLoS One. 9 (6), e98948 (2014).
- Pastor, M. A., Macaluso, E., Day, B. L., Frackowiak, R. S. Putaminal activity is related to perceptual certainty. Neuroimage. 41 (1), 123-129 (2008).
- Isa, T., Hall, W. C. Exploring the superior colliculus in vitro. J Neurophysiol. 102 (5), 2581-2593 (2009).
- Isa, T., Endo, T., Saito, Y. The visuo-motor pathway in the local circuit of the rat superior colliculus. J Neurosci. 18 (20), 8496-8504 (1998).
- Kaneda, K., Isa, T. GABAergic mechanisms for shaping transient visual responses in the mouse superior colliculus. 神经科学. 235, 129-140 (2013).
- Ramos, V. F., Esquenazi, A., Villegas, M. A., Wu, T., Hallett, M. Temporal discrimination threshold with healthy aging. Neurobiol Aging. 43, 174-179 (2016).
