Summary

Las pruebas táctil enmascaramiento entre los antebrazos

Published: February 10, 2016
doi:

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

enmascaramiento táctil es donde un estímulo táctil en un lugar en el cuerpo altera la percepción de un toque en otro lugar. Esta es una técnica por primera vez por von Békésy 1 para revelar interacciones ubicación, especialmente la inhibición lateral, entre las zonas de la piel que son adyacentes en la superficie del cuerpo. Mientras enmascaramiento táctil se ha estudiado ampliamente en los últimos años, la investigación ha investigado sobre todo enmascaramiento ipsilateral táctil mediante la estimulación eléctrica 2, 3, 4 presión, y la estimulación vibrotáctil 5, 6. Por el contrario, pocos estudios han examinado el enmascaramiento contralateral táctil en la que los sitios de enmascaramiento y las sondas pueden ser quitados lejos. De largo alcance efectos de enmascaramiento táctiles se han mostrado entre los puntos de simetría de espejo en la mano y el brazo 5, 7 – 9, pero estos estudios se han limitado en gran medida a mirar las manos y los dedos 7, 10, con más extensas partes de todo el cuerpo está en gran medida ignorados. Uno de los objetivos de tales experimentos de enmascaramiento de largo alcance es indicar cómo los componentes de la representación del cuerpo en el cerebro pueden estar relacionados funcionalmente. Aquí, el fenómeno de largo alcance enmascaramiento táctil es explorado por la investigación de cómo la vibración aplicada a un antebrazo podría afectar umbrales de sensibilidad táctil en el antebrazo opuesto. Umbral se refiere al estímulo mínimo que se necesita para detectar un estímulo. Definimos esto como la intensidad a la que se detecta el estímulo 75% del tiempo. Se utilizó una técnica de enmascaramiento táctil en la que la sensibilidad táctil (el recíproco de umbral) en un antebrazo se mide en la presencia de un estímulo vibratorio (la máscara) en otra parte del cuerpo. Enmascaramiento efectivo es revelado por un aumento en el umbral de detección es decir, una reducción de la sensibilidad. La técnica se puede utilizar en combinación con otras manipulaciones tales como variando posición de las extremidades or movimiento para explorar sus efectos sobre la eficacia de enmascaramiento.

Aquí hemos utilizado estímulos vibrotactile como el estímulo de enmascaramiento. La ventaja de esto es que la frecuencia, y por lo tanto el tipo de receptor que estimula pueden ser controlados. La técnica podría extenderse a mirar dolor utilizando estímulos eléctricos como la sonda o máscara o ambos. También, cualquier sitio puede utilizarse como el sitio de enmascaramiento que permite la investigación de los sitios de acupuntura por ejemplo.

Protocol

Todos los experimentos fueron aprobados por el comité de ética York y todos los participantes firmaron formularios de consentimiento informado. Los experimentos se realizaron de acuerdo con el Tratado de Helsinki. 1. Los estímulos Estímulo de detección táctiles Use un contactor (1.17 "de diámetro y 0.30" de espesor) para entregar estímulos táctiles de la vibración 250 Hz durante 100 ms. El uso de un contactor especialmente diseñada ofrece una relació…

Representative Results

Los análisis de los datos se informaron en el 13. Sensibilidad táctil (expresado en relación con los umbrales medidos en la condición de control) en el antebrazo se redujo significativamente (umbrales se incrementaron significativamente) cuando la estimulación vibrotáctil enmascaramiento se aplicó al brazo opuesto (figura 2A), lo que demuestra un efecto de enmascaramiento contralateral entre antebrazos. El efecto dependía de la posición del estímulo …

Discussion

Aquí, se describe un protocolo detallado para el enmascaramiento táctil contralateral y los resultados publicados anteriormente utilizando la técnica de poner a prueba los umbrales de detección táctiles se muestran. La ventaja de este método es que los umbrales se miden utilizando una técnica psychophysically riguroso. La elección forzada procedimiento de dos alternativa (2AFC) es relativamente insensible a sesgo de respuesta y por lo tanto de los efectos de atención. El procedimiento escalera de adaptación pa…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

LRH fue apoyada por la Ciencias e Ingeniería de Investigación Natural (NSERC), de Canadá. SD fue apoyado en parte por el programa de NSERC CREATE.

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

  1. von Békésy, G. . Sensory Inhibition. , (1967).
  2. Uttal, W. R. Inhibitory interaction of responses to electrical stimuli in the fingers. J. Comp. Physiol. Psych. 53 (1), 47-51 (1960).
  3. Schmid, E. Temporal aspects of cutaneous interaction with two-point electrical stimulation. J. Exp. Psychol. Gen. 61, 400-409 (1961).
  4. Abramsky, O., Carmon, A., Bentontt, A. L. Masking of and by tactile pressure stimuli. Percept. Psychophys. 10 (5), 353-355 (1971).
  5. Sherrick, C. E. Effects of double simultaneous stimulation of the skin. Am. J. Psychol. 77, 42-53 (1964).
  6. Gilson, R. D. Vibrotactile masking: effects of multiple maskers. Percept. Psychophys. 95 (4), 2213-2220 (1969).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Harris, J. A., Diamond, M. E. Ipsilateral and contralateral transfer of tactile learning. Neuroreport. 11 (2), 263-266 (2000).
  11. Fechner, G. T. . Elemente der Psychophysik . , (1860).
  12. Watson, A., Pelli, D. QUEST-A Bayesian adaptive psychophysical method. Percept. Psychophys. 33, 113-120 (1983).
  13. D’Amour, S., Harris, L. R. Contralateral tactile masking between forearms. Exp. Brain. Res. 232 (3), 821-826 (2014).
  14. D’Amour, S., Harris, L. R. Vibrotactile masking through the body. Exp. Brain. Res. 232 (9), 2859-2863 (2014).
  15. Gescheider, G. A., Herman, D. D., Phillips, J. N. Criterion shifts in the measurement of tactile masking. Percept. Psychophys. 8, 433-436 (1970).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. Hlushchuk, Y., Hari, R. Transient suppression of ipsilateral primary somatosensory cortex during tactile finger stimulation. J. Neurosci. 26 (21), 5819-5824 (2006).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. Gilson, R. D. Vibrotactile masking: Some spatial and temporal aspects. Percept. Psychophys. 5 (3), 176-180 (1969).
  25. Alliusi, E., Morgan, B., Hawkes, G. R. Masking of cutaneous sensations in multiple stimulus presentations. Percept. Motor. Skill. 20, 39-45 (1965).
  26. Geldard, F. A., Sherrick, C. E. Multiple cutaneous stimulation: The discrimination of vibratory patterns. J. Acoust. Soc. Am. 37, 797-801 (1965).
  27. Craig, J. C. Vibrotactile loudness addition. Percept. Psychophys. 1, 185-190 (1966).

Play Video

Cite This Article
D’Amour, S., Harris, L. R. Testing Tactile Masking between the Forearms. J. Vis. Exp. (108), e53733, doi:10.3791/53733 (2016).

View Video