Summary

Scoprire beat Sordità: Disturbi Rilevamento ritmo sincronizzato Finger Tapping e Attività Timing percettive

Published: March 16, 2015
doi:

Summary

Compiti comportamentali che consentono la valutazione della capacità di timing percettive e senso-motorie nella popolazione generale (ad esempio, non musicisti) sono presentate. Sincronizzazione di finger tapping al ritmo di un stimoli uditivi e individuano le irregolarità ritmica fornisce un mezzo per scoprire disturbi del ritmo.

Abstract

Una serie di compiti comportamentali per valutare le capacità percettive e senso-motorie di temporizzazione nella popolazione generale (ad esempio, non musicisti) è presentato qui con l'obiettivo di disturbi del ritmo scoprendo, come battere la sordità. Battuta la sordità è caratterizzata da scarse prestazioni nel percepire durate nei modelli ritmici uditive o scarsa sincronizzazione del movimento con ritmi uditivi (ad esempio, con battute musicali). Queste attività includono la sincronizzazione di finger tapping a ritmo di stimoli semplici e complessi uditivi e l'individuazione di irregolarità ritmiche (attività di rilevamento anisochrony) incorporati negli stessi stimoli. Questi test, che sono facili da gestire, includono una valutazione di entrambe le capacità percettive e senso-motorie tempi in condizioni diverse (ad esempio, battere prezzi e tipologie di materiali uditivo) e si basano sugli stessi stimoli uditivi, che vanno da un semplice metronomo di un complesso brano musicale. L'analisi di sincronodati maschiatura zata viene eseguita con statistiche circolari, che forniscono misure affidabili di precisione di sincronizzazione (ad esempio, la differenza tra i tempi dei rubinetti e la sincronizzazione degli stimoli stimolazione) e consistenza. Statistiche circolari sulle intercettazioni di dati sono particolarmente adatti per rilevare differenze individuali nella popolazione generale. Maschiatura sincronizzata e rilevamento anisochrony sono misure sensibili per identificare i profili di disturbi del ritmo e sono stati utilizzati con successo per scoprire casi di cattiva sincronizzazione con risparmiato tempismo percettivo. Questa valutazione sistematica dei tempi percettiva e sensomotoria può essere esteso alle popolazioni di pazienti con danni cerebrali, malattie neurodegenerative (ad esempio, malattia di Parkinson), e disturbi dello sviluppo (ad esempio, Attention Deficit Hyperactivity Disorder).

Introduction

Gli esseri umani sono particolarmente efficienti nel trattamento della durata degli eventi che si verificano nel loro ambiente 1. In particolare, la capacità di percepire il ritmo della musica o il ticchettio regolare di un orologio e la capacità di muoversi con essa (ad esempio, in ballo o sport sincronizzati) è diffuso nella popolazione generale (cioè, in soggetti che non hanno ricevuto formazione musicale) 2,3. Queste capacità sono sostenute da una complessa rete neuronale che coinvolge regioni cerebrali corticali (ad esempio, la corteccia premotoria e l'area motoria supplementare) e strutture sottocorticali, come i gangli della base e il cervelletto 4-7.

Turbativa di questa rete e la conseguente trasformazione temporale poveri possono derivare da danni cerebrali 8-10 o degenerazione neuronale, come osservato in pazienti con malattia di Parkinson 11. Tuttavia, scarsa percezione di durata e scarsa sincronizzazione al bmangiare musica può anche manifestarsi in soggetti sani, in assenza di danno cerebrale. Nonostante il fatto che la maggioranza può percepire ritmi uditive e sincronizzare il movimento al ritmo (ad esempio, nella musica), vi sono notevoli eccezioni. Alcuni individui hanno grandi difficoltà a sincronizzare i loro movimenti del corpo o finger tapping a ritmo di musica e possono mostrare scarsa percezione battuta, mostrando difficoltà nel discriminare le melodie con note di diversa durata. Questa condizione è stata denominata "battere la sordità" o "aritmia" 2,12-14. Ad esempio, battere sordità stato descritto in un recente studio 13, in cui è stato riportato il caso di un paziente di nome Mathieu. Mathieu è stato particolarmente impreciso al rimbalzo al ritmo delle canzoni ritmiche (ad esempio, un brano Merengue). Sincronizzazione era ancora possibile, ma solo per i suoni di una semplice sequenza isocrona (ad esempio, un metronomo). Poor sincronizzazione eraassociato a scarsa percezione beat, come rivelato dalla Montreal batteria di Valutazione del Amusia (MBEA) 15. In un compito aggiuntivo, Mathieu è stato chiesto di abbinare i movimenti di un ballerino per la musica; interessante, Mathieu espone inalterata la percezione passo.

Percezione del ritmo Poor e poveri la sincronizzazione, in beat-sordi individui con percezione passo risparmiato, sono stati osservati in altri studi 2,12,14, fornendo così una prova convincente che il ritmo disturbi possono verificarsi in isolamento. Battere la sordità è dunque diversa da quelle tipiche di amusia congenita (cioè, la sordità tono), un disordine dello sviluppo neurologico che colpisce la percezione dell'altezza e della produzione 16-19. È interessante notare che, scarsa percezione del ritmo e della produzione possono coesistere con l'elaborazione poveri passo in congenita amusia 12,16,20. Tuttavia, scarsa percezione del ritmo in questo caso dipende dalla capacità di un individuo di percepire variazioni di gioco. Quandovariazioni passo in melodie vengono rimossi, amusics congenite possono discriminare correttamente le differenze di ritmo 21.

Importanti differenze individuali sono state osservate in battuta la sordità; questo fatto merita particolare attenzione. Nella maggior parte dei casi, sia la percezione del ritmo e la sincronizzazione al ritmo della musica sono carenti 2,12-14; tuttavia, scarsa sincronizzazione può verificarsi anche quando la percezione del ritmo è risparmiato 2. Questa dissociazione tra la percezione e l'azione nel settore tempistica è stato dimostrato con compiti maschiatura sincronizzati con una varietà di stimoli uditivi ritmici (ad esempio, un metronomo e musica) e con diversi compiti di percezione del ritmo (ad esempio, la discriminazione delle melodie basate su differenti durate di nota e l'individuazione delle deviazioni dalla Isocronia in sequenze ritmiche). Questo risultato è particolarmente rilevante perché indica la possibile separazione tra percezione e azione in materia di meccanismo di temporizzaziones, come già osservato in lavorazione passo 17,22-25. Ulteriori dissociazioni stati evidenziati seconda della complessità dello stimolo 2. La maggior parte dei sincronizzatori povere esposte difficoltà selettive con stimoli complessi (ad esempio, la musica o il rumore modulato in ampiezza derivati ​​dalla musica), mentre ancora mostrato la sincronizzazione precisa e coerente con semplici sequenze di sincronismo di clock; altri sincronizzatori poveri hanno mostrato il modello opposto. In sintesi, questi risultati convergono in indicare che vi sono una varietà di fenotipi di temporizzazione disturbi nella popolazione generale (come osservato in altri domini di elaborazione musicale come pitch 25,26), che richiedono una serie di compiti sensibili da rilevare. Caratterizzare i modelli di disturbi del ritmo è particolarmente rilevante per mettere in luce i meccanismi specifici che sono malfunzionamento nel sistema di cronometraggio.

L'obiettivo del metodo qui illustrato è quello di fornire un insieme di compiti che possono essereutilizzato per scoprire i casi di battere la sordità nella popolazione generale e rilevare diversi sottotipi di disturbi di temporizzazione (ad esempio, colpisce percettivo vs tempismo sensomotorio o di una particolare classe di stimoli ritmica). Sensomotoria abilità di temporizzazione sono state per lo più esaminati con compiti dita toccando con materiale uditivo. I partecipanti sono invitati a toccare il loro dito indice in sincronia con stimoli uditivi, come a una sequenza di toni equidistanti nel tempo o per la musica (ad esempio, in un compito sincronizzato o stimolato toccando 27-29). Un altro paradigma popolare, che è stata la fonte di notevoli sforzi di modellazione 29-32, è il paradigma di sincronizzazione di continuazione, in cui il partecipante continua toccando al tasso fornita da un metronomo dopo il suono è fermato. La percezione del ritmo è studiato con una varietà di compiti che vanno dalla discriminazione durata, la stima, bisection (cioè, il confronto durate a 'short' e & #39; standard lunghe '), e la rilevazione di anisochrony (cioè, determinare se vi è un intervallo devianti entro una sequenza isocrono) al compito allineamento battuta (cioè, rilevare se un metronomo sovrapposto musica è allineato con il beat) 1,2 , 20,33,34. La maggior parte degli studi si sono concentrati sulla percezione del tempo, battere di produzione o tempi sensomotoria, che sono stati testati in isolamento. Tuttavia, è probabile che tali compiti diversi riferiscono a leggermente diverse capacità (ad esempio, l'intervallo di temporizzazione vs. temporizzazione basato battito, percettivo vs temporizzazione sensorimotor) e non riflettono il funzionamento degli stessi meccanismi di temporizzazione e la circuiteria associata neuronale. Questo problema può essere aggirato utilizzando recentemente proposte batterie di compiti che valutano entrambe le abilità percettive e senso-motorie di timing. Queste batterie permettono ai ricercatori di ottenere un profilo completo delle capacità di sincronizzazione di un individuo. Esempi di tali batterie sono bea prova di allineamento (BAT) 34, la Batteria per la valutazione di Auditory Sensorimotor Timing Abilità (BAASTA) 35, e la Harvard battere test di valutazione (H-BAT) 36. Queste batterie consistono di maschiatura compiti con una varietà di stimoli uditivi ritmici vanno dalla musica alle sequenze isocrone nonché compiti percettivi (ad esempio, la discriminazione durata rilevamento dell'allineamento di un metronomo a ritmo di musica e anisochrony rilevamento). In tutti i casi, lo stesso insieme di brani musicali è stato usato in compiti percettivi e sensomotorie.

In questo documento, illustriamo una serie di compiti che sono particolarmente efficienti nel rivelare modelli di disturbi del ritmo in individui beat-sordi e sincronizzatori poveri, come dimostrato in studi precedenti 2. Questi compiti sono parte di una batteria più grande di test, il BAASTA 35. Abilità di temporizzazione Sensorimotor sono testati chiedendo ai partecipanti di toccare il dito a ritmo di semplice estimoli uditivi complessi (ad esempio, sequenze isocrono, musica e rumore ritmico derivati ​​da stimoli musicali) 27,28. Tempismo percettivo viene testato con un compito di rilevamento anisochrony 2,20,33,37. Una serie di toni isocrono è presentato. In alcuni casi, uno dei toni (ad esempio, il penultimo) viene presentata presto o tardi del previsto sulla base della struttura isocrono della sequenza uditivo. I partecipanti sono invitati a rilevare le deviazioni dal Isocronia. Il vantaggio di questi compiti di percezione sensomotorie e ritmo è che entrambi coinvolgono sequenze di stimoli (invece di singole durate) e stimoli di diversa complessità. Così, sulla base di prove precedenti, queste attività offrono le condizioni ottimali per scoprire diversi fenotipi di battere la sordità e poveri di sincronizzazione. Particolare attenzione è rivolta alla tecnica adottata nell'analisi dei dati di sincronizzazione. Questa tecnica si basa su statistiche circolari, un approccio che è particolarmente noill-adatto per l'esame di sincronizzazione imprecisa e incoerente al ritmo.

Protocol

1. attività di sincronizzazione Preparazione degli strumenti: Collegate uno strumento MIDI percussione standard al computer tramite l'interfaccia MIDI convenzionale. NOTA: L'acquisizione dei dati avviene tramite uno strumento a percussione elettronica MIDI. Il dispositivo cattura l'esatta tempistica dei rubinetti delle dita durante le attività di sincronizzazione del motore. Aprire il software dedicato per la presentazione dello stimolo e la registrazione di risposta. <…

Representative Results

Le attività sopra descritte sono state utilizzate con successo per caratterizzare le capacità tempi di individui senza formazione musicale 2,34-36. In un recente studio rappresentativo su beat-sordità 2, un gruppo di 99 non musicisti (studenti universitari) sono stati studiati utilizzando due semplici operazioni di sincronizzazione. I partecipanti sincronizzati loro dito toccando con una sequenza isocrono e un brano musicale in un confortevole tempo (con un IOI / IBI di 600 msec). Dieci dei part…

Discussion

L'obiettivo del metodo descritto è quello di fornire un insieme di compiti e strategie di analisi per caratterizzare le capacità di temporizzazione della maggioranza degli individui e rilevare casi di battere la sordità o scarsa sincronizzazione. Le fasi critiche del protocollo riguardano 1) la messa a punto degli strumenti utilizzati per la presentazione dello stimolo e la raccolta dei dati finger tapping e le risposte dei soggetti, 2) la raccolta dei dati utilizzando due serie di compiti (sincronizzazione e per…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

This research was supported by an International Reintegration Grant (n. 14847) from the European Commission to SDB, and by a grant from Polish Narodowe Centrum Nauki (decision No. Dec-2011/01/N/HS6/04092) to JS.

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. 

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Dalla Bella, S., Sowiński, J. Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks. J. Vis. Exp. (97), e51761, doi:10.3791/51761 (2015).

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