Avslöjande Vispa Dövhet: Upptäcka rytmrubbningar med Synkroniserad Finger Tapping och Perceptuella Timing Uppgifter

Människor är särskilt effektiv vid behandling av varaktigheten av händelser som inträffar i deras miljö ^1. I synnerhet är utbredd i den allmänna befolkningen (dvs i individer som inte har fått förmågan att uppfatta rytmen av musiken eller ordinarie tickande klocka och förmågan att röra sig längs med den (t.ex. i dans eller synkroniserade sport) musikalisk utbildning) ^2,3. Dessa förmågor stöds av ett komplext neuronala nätverket involverar kortikala områden i hjärnan (t.ex. den premotoriska cortex och tilläggsmotorområdet) och subkortikala strukturer, såsom de basala ganglierna och cerebellum ^4-7.

Störning av detta nätverk och åtföljande dålig temporal behandling kan bero på hjärnskador ^8-10 eller neuronal degeneration, som observerats hos patienter med Parkinsons sjukdom ^11. Men dålig uppfattning av varaktighet och dålig synkronisering till bäta av musik kan också manifestera hos friska individer i frånvaro av hjärnskador. Trots det faktum att majoriteten kan uppfatta auditiva rytmer och synkronisera rörelsen till rytmen (t.ex. i musik), det finns undantag. Vissa individer har stora svårigheter att synkronisera sina kroppsrörelser eller finger tapping i takt med musiken och kan uppvisa dålig slå perception, visar svårigheter att diskriminera melodier med noter av olika varaktighet. Detta villkor har kallat "slå dövhet" eller "rytmrubbningar" ^2,12-14. Till exempel var beat dövhet beskrivits i en färsk undersökning ^13, i vilket det rör sig om en patient som heter Mathieu rapporterades. Mathieu var särskilt felaktig vid studsande till takten av rytmiska sånger (t.ex. en Merengue sång). Synkronisering var fortfarande möjligt, men bara till ljudet av en enkel isokront sekvens (t.ex. en metronom). Dålig synkronisering varförknippas med dålig slå perception, vilket framgår av Montreal batteri för utvärdering av Amusi (MBEA) ^15. I ytterligare en uppgift, var Mathieu ombedd att matcha rörelser en dansare till musik; intressant, Mathieu uppvisade felfri tonhöjd uppfattning.

Dålig rytm perception och dålig synkronisering i beat-döva individer med skonas tonhöjd perception, observerades i ytterligare studier ^2,12,14, vilket ger övertygande bevis för att rytmrubbningar kan uppstå i isolering. Vispa dövhet är därför skiljer sig från den typiska beskrivningen av medfödd Amusi (dvs tonen dövhet), en neuroutvecklingsstörning som påverkar tonhöjden perception och produktion ^16-19. Intressant, dålig rytm perception och produktion kan förekomma samtidigt med dålig behandling tonhöjd i medfödd Amusi ^12,16,20. Ändå dålig rytm uppfattning i detta fall beror på förmågan hos en individ att uppfatta tonhöjd variation. Närbeck variationer i melodier tas bort, medfödda amusics framgångsrikt kan diskriminera rytmskillnader ^21.

Viktiga individuella skillnader har observerats i takt dövhet; detta faktum förtjänar särskild uppmärksamhet. I de flesta fall, både rytmuppfattning och synkronisering till takten av musiken är bristfälliga ^2,12-14; Men, kan dålig synkronisering också uppstå när rytmuppfattning skonas ^2. Denna dissociation mellan uppfattning och handling i tidsdomänen har visats med hjälp av synkroniserade gäng uppgifter med en mängd olika rytmiska auditiva stimuli (t.ex. en metronom och musik) och med hjälp av olika rytmperceptions arbetsuppgifter (t.ex. diskriminering av melodier bygger på olika antecknings löptider och upptäckt av avvikelser från isochrony i rytmiska sekvenser). Detta konstaterande är särskilt relevant eftersom det pekar på en eventuell separation av perception och handling när det gäller timing mekanisms, som tidigare observerats i tonhöjd bearbetning ^17,22-25. Ytterligare dissociations lyftes fram beroende på stimulans komplexitet ^2. De flesta fattiga synchronizers uppvisade selektiva svårigheter med komplexa stimuli (t.ex. musik eller amplitud-module buller som härrör från musik), medan de fortfarande visade korrekt och konsekvent synkronisering med enkla isokrona sekvenser; andra fattiga synchronizers visade det motsatta mönstret. Sammanfattningsvis dessa resultat konvergera i vilket indikerar att det finns en mängd olika fenotyper av tidsstörningar i den allmänna befolkningen (som observerats i andra områden av musikalisk bearbetning såsom tonhöjd ^25,26), som kräver en känslig uppsättning uppgifter som ska upptäckas. Karaktärisera mönster av rytmrubbningar är särskilt relevant att belysa de särskilda mekanismer som fungerar dåligt i tidtagningssystem.

Målet med den metod som illustreras här är att tillhandahålla en uppsättning aktiviteter som kan varaanvänds för att avslöja fall av slag dövhet i den allmänna befolkningen och upptäcka olika subtyper av tidsstörningar (t.ex. påverkar perceptuella kontra sensomotorisk timing eller en viss klass av rytmisk stimuli). Sensomotoriska timing förmågor har mestadels undersökts med finger knacka uppgifter med hörsel material. Deltagarna uppmanas att knacka deras pekfinger synkront med auditiva stimuli, till exempel till en sekvens av toner jämnt fördelade i tid eller musik (dvs i ett synkroniserat eller tempo knacka uppgiften ^27-29). En annan populär paradigm, vilket har varit en källa till betydande modelleringsinsatser ^29-32, är synkroniseringen-fortsättnings paradigm, där deltagaren fortsätter att knacka i den takt som tillhandahålls av en metronom efter ljudet har upphört. Rhythm uppfattning studeras med en mängd olika uppgifter, allt från duration diskriminering, uppskattning, TUDELNING (dvs, att jämföra löptider till "kort" och & #39, långa "standarder) och upptäckt av anisochrony (dvs, att fastställa huruvida det finns en avvikande intervall inom en isokront sekvens) i takt inriktningsuppgift (dvs detektera om en metronom över på musik är i linje med takten) ^{1,2 , 20,33,34.} De flesta studier har fokuserat på tidsuppfattning, slå produktion eller sensorimotor timing, vilka testades i isolering. Det är dock troligt att sådana olika uppgifter avser något olika förmågor (t.ex. intervall timing vs. beat-baserade timing, perceptuella vs. sensorimotor timing) och inte återspeglar funktion samma mekanismer timing och tillhörande nervkretsar. Denna fråga kan kringgås genom att använda nyligen föreslagna batterier av arbetsuppgifter som utvärderar både perceptuella och sensomotoriska timing förmågor. Dessa batterier låta forskare att få en uttömmande profil för en individs tids förmågor. Exempel på sådana batterier är det avgörandevid inriktningstestet (BAT) ³⁴ Batteri för Bedömning av Auditory Sensorimotor Timing Förmågor (BAASTA) ^35, och Harvard Vispa Assessment Test (H-BAT) ^36. Dessa batterier består av gäng uppgifter med en mängd olika rytmiska auditiva stimuli allt från musik till isokrona sekvenser samt perceptuella uppgifter (t.ex. varaktighet diskriminering, detektion av anpassningen av en metronom i takt till musiken, och anisochrony upptäckt). I samtliga fall var samma uppsättning musikaliska utdrag används i perceptuella och sensomotoriska uppgifter.

I detta papper, vi visar en uppsättning uppgifter som är särskilt effektivt avslöja mönster av rytmrubbningar i beat-döva individer och fattiga synkroniseringsdon, som visas i tidigare studier ^2. Dessa uppgifter är en del av ett större batteri av tester, det BAASTA ^35. Sensomotoriska timing förmågor testas genom att be deltagarna att peka fingret i takt med enkla ochkomplexa auditiva stimuli (t.ex. isokrona sekvenser, musik och rytmljud kommer från musikaliska stimuli) ^27,28. Perceptuell timing provas med en anisochrony detektionsuppgift ^2,20,33,37. En uppsättning isokrona toner presenteras. I vissa fall är en av de toner (t.ex., den näst sista) presenteras förr eller senare än förväntat baserat på den isokrona strukturen av den auditiva sekvensen. Deltagarna uppmanas att upptäcka avvikelser från isochrony. Fördelen med dessa sensomotoriska och rytm perceptions arbetsuppgifter är att de båda innebär sekvenser av stimuli (i stället för enskilda löptider) och stimuli av olika komplexitet. Således, baserat på tidigare bevis, dessa uppgifter ger optimala förutsättningar för att avslöja olika fenotyper av takten dövhet och dålig synkronisering. Särskild uppmärksamhet ägnas åt den teknik som antogs i analysen av synkroniseringsdata. Denna teknik bygger på cirkulära statistik, som är en metod speciellt viLL-lämpad för att undersöka felaktiga och inkonsekventa synkronisering till rytmen.