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.

1. משימות סנכרון <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת כלי הנגינה: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר כלי קשה MIDI סטנדרטי למחשב באמצעות ממשק MIDI קונבנציונלי. הערה: רכישת נתונים מתממשת באמצעות כלי קשה אלקטרוני MIDI. המכשיר לוכד את העיתוי של רזי האצבע המדויק במהלך משימות הסנכרון המוטורי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את התוכנה ייעודית להצגת גירוי ותגובת הקלטה. הערה: פעולת הסנכרון מתבצעת באמצעות תוכנה סטנדרטית להצגת חומר וההקלטה של ​​נתוני אודיו מכלי נגינה MIDI דיגיטליים (עם דיוק msec 1). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נשמע חומר וסדר: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מממשק התוכנה, לבחור את גירוי צעדה לשימוש בפעולת הסנכרון מבין שלוש אפשרויות (רצף isochronous, מוסיקה, ורעש מאופנן משרעת המתקבל ממעטפת הגל של הגירוי המוזיקלי). הערה: isocרצף hronous מורכב של 96 גוונים הציגו isochronously (משך = 30 אלפיות שני). הגירוי המוזיקלי הוא גרסת פסנתר מחשב שנוצר בבר של מארש רדצקי (אופוס 228) מאת יוהאן שטראוס, הכולל 96 פעימות (פעימה = פתק רבעון). קטעים של שלושה הגירויים מסופקים כחומרים נוספים לכתב היד הזה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר את הקצב המתאים לגירוי צעדה הנבחר (450, 600, או 750 Inter-תחילת מרווח msec (/ Inter-פעימת המרווח IOI) (IBI)) כפי שצוין בממשק התוכנה. ודא שהגירויים מועברים ברמת נפח נוחה על האוזניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שאל את המשתתף לשבת בחדר שקט מול צג המחשב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שאל את המשתתף להקיש על הכלי הקשה MIDI באמצעות האצבע שלה או היד הדומיננטית שלו בתיאום עם הצלילים של רצף isochronous או עם הפעימות מוסיקליות לגירויים מורכבים יותר (מוסיקה או רעש). להורות לparticipaNT לנצל באופן סדיר ככל האפשר, מבלי לשנות את קצב ההקשה, תוך סנכרון עם גירוי צעדה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל מצגת הגירוי והקלטה של ​​ברזים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בסופו של ההקלטה של ​​רזים לאחר שהציג את הטון האחרון או פעימה מוזיקלית. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניתוח נתונים: הערה: לנתח את הנתונים ממסונכרנים משימות הקשה באמצעות סטטיסטיקה מעגלית 38,39. שיטה זו טובה במיוחד מתאימה לניתוח נתונים סנכרון 40,41; יתר על כן, הנתונים הסטטיסטיים מעגליים רגישים להבדלים אישיים ביכולות תזמון ולכן הם מסוגלים לחשוף מקרים של סנכרון עני 2,40. הליך הניתוח המפורט להלן מיושם באמצעות תוכנת Matlab (באמצעות ארגז הכלים CircStat 39). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפוך את הזמן של הרזים ביחס לגירויים צעדה לזוויות במעגל היחידה (0-360 מעלות) לאחר ההליך שצוין על ידי ברנס 39. 0 ° (שהוא EQרע&quot;מ עד 360 מעלות) תואם את הזמן של ההתרחשות של גירוי צעדה (כלומר, צלילים או פעימות מוסיקליות). השתמש בנוסחא הבאה כדי לקבל הזווית על כל פעם ברז: [זווית (רדיאנים) = 2 × (זמן של הרז / IOI) π ×]. המרת רדיאנים למעלות עם פונקצית circ_rad2ang 39. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עלילה הזוויות שהושגו בניסוי ההקשה כחלוקת נקודות על המעגל היחידה. לעשות את זה באמצעות פונקצית circ_plot 39. לספק זוויות ברדיאנים כטיעון לפונקציה כדי להציג את העלילה (ראה דוגמא באיור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכל ניסוי הקשה, השתמש בזוויות (נקודות על המעגל) כדי לחשב את R וקטור תוצאה הממוצע 38,39,42 (ראה איור 1). השתמש 39 וcirc_r 39 הפונקציות circ_mean, המאפשרות לחישוב דיוק סנכרון ועקביות, בהתאמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Compute דיוק הסנכרון (כלומר, בממוצע, כמה רחוק מגירוי צעדה משתתף ברזים במשפט הקשה מסונכרן), אשר תואם את הזווית θ של R וקטור. השתמש בפונקצית circ_mean 39. לספק זוויות ברדיאנים כטיעון לפונקציה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלח את נתוני הקשה במבחן ריילי 43 להעריך האם חלוקת הנקודות סביב המעגל היא אקראית, באמצעות פונקצית circ_rtest 39. לספק זוויות ברדיאנים כטיעון לפונקציה. הערה: במבחן ריילי, לדחות את השערת האפס (כלומר, אחידות מעגלית, נקודות מתפזרות באופן אקראי סביב המעגל) אם אורך וקטור R הוא גדול מספיק (למשל, יותר מ -0.4), מצביע על כך שהמשתתפים טפח על מערכת יחסי שלב נתון ב ביחס לגירוי לצעוד מעל הסיכוי. רק כאשר מבחן ריילי הוא המשמעותי (כלומר, כאשר distribution של נקודות סביב המעגל הוא לא דיוק סנכרון) אקראי ניתן לפרש כראוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשב את עקביות הסנכרון (כלומר, בגיוון בפער בין הזמן של הברזים וגירויי צעדה), אשר תואם את אורכו של R הווקטור (0-1). השתמש בפונקצית circ_r 39. לספק זוויות ברדיאנים כטיעון לפונקציה. הערה: העקביות היא 1 כאשר כל הברזים להתרחש באותו מרווח הזמן בדיוק לפני או אחרי גירויי צעדה; העקביות היא 0 כאשר הברזים מופצים באופן אקראי סביב המעגל. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הערכה של תוצאות פרט: הערה: השווה את הביצועים של משתתף לקבוצה נורמטיבית או לקבוצת ביקורת כדי לחשוף מקרים של דיוק סנכרון עני או עקביות עניה. כדי לבצע השוואה זו, הפעל t תיקן -test 44 מיושמים בprogra מחשב singlimsמ <a href="http://homepages.abdn.ac.uk/j.crawford/pages/dept/SingleCaseMethodsComputerPrograms.htm" target="_blank">&#39;(http://homepages.abdn.ac.uk/j.crawford/pages/dept/SingleCaseMethodsComputerPrograms.htm).</a> <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את תכנית מחשב singlims. הזן את הממוצע וסטיית תקן של דיוק הסנכרון, ואת גודל המדגם של הקבוצה הנורמטיבית או שליטה. לספק דיוק הסנכרון למשתתף להיות בהשוואה לקבוצה הנורמטיבית או שליטה. לחץ על הכפתור &quot;המחשוב&quot; כדי להשיג את התוצאות של -test t המתוקן. הערה: המשתתף ביצע עני יותר באופן משמעותי מאשר בקבוצה הנורמטיבית או שליטה כאשר הסתברות שני הזנב של -test t המתוקן היא מתחת 0.05. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזן את הממוצע וסטיית התקן של עקביות הסנכרון וגודל מדגם של הקבוצה הנורמטיבית או שליטה. לספק עקביות הסנכרון למשתתף שיש בהשוואה לקבוצה הנורמטיבית או שליטה. </li></ol></li></ol> 2. משימות קצב תפיסה (Anisochrony Detection) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת כלי הנגינה: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את תוכנת מחשב המשמשת ליישום משימות איתור anisochrony. ודא שהמפתחות של מקלדת המחשב מוגדרים כהלכה כדי להקליט תשובות של המשתתפים. הערה: משימות תפיסת קצב מיושמות באמצעות תוכנה סטנדרטית להפעלת ניסויים התנהגותיים (כלומר, הצגת גירוי והקלטה של תגובות התנהגותיות). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נשמע חומר וסדר: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר את הגירוי (או גירוי או מוסיקת isochronous) כפי שצוין על ידי ממשק התוכנה. בחר את הקצב המתאים (450, 600, או 750 אלפיות השני IOI / IBI) של הגירוי שנבחר. ודא שהגירויים מועברים על האוזניות בעוצמת קול נוחה. הערה: גירויים המבוססים על אותו החומר המשמש בשמיעת משימות סינכרון. כל גירוי כולל רק 8 isochrצלילים הציגו onously או פעימות מוסיקליות במקום 96. לכל סוג גירוי, יש גרסת &quot;שינוי&quot; (50% מהניסויים, n = 24) וגרסה &quot;אין שינוי&quot; (50% מהניסויים, n = 24). בגירויי השינוי, פעימת קול או מוסיקלי הלפני אחרון מתרחשת מוקדם יותר או מאוחר יותר מהצפוי (על ידי 8, 12, או 16% מהרצף IOI / IBI) המבוסס על IOIs / Ibis הקודם. בגירוי לא-שינוי, IOIs / Ibis הוא isochronous לחלוטין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להורות למשתתף לשבת בחדר שקט מול צג המחשב, להקשיב לשופט הגירוי ולאחר מכן, לאחר הצגתו, אם שינוי במרווח בין הגירויים או הפעימות (כלומר, anisochrony) קיים או לא. עודד את המשתתף לשים לב לכל הרצף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל מצגת הגירוי. שאל את המשתתף להגיב על ידי לחיצה על אחד משני מקשים במקלדת המחשב (כלומר, מפתח אחד ל&quot; שינוי &quot;או מפתח האחר ל&quot; לא-לשנות &quot;תגובות) לאחר הצגת הגירוי. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניתוח נתונים: הערה: לנתח את הנתונים המתקבלים ממשימת תפיסת קצב על ידי חישוב מדד discriminability (ד &#39;) בכל רמה של שינוי (בשעה 8, 12, 16% מIOI / אי.בי.אי) ולכל IOI / IBI. ערך ד &#39;גבוה יותר, כך גדל הרגישות לanisochronies. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קחו למשל את התגובות (n = 48) הניבו על ידי כל אחד ממשתתפים לגירוי נתון, שנרשמו בקובץ הפלט על ידי התוכנה המשמשת להפעלת הניסוי התנהגותי. לספור את מספר התגובות כאשר הווה anisochrony בגירוי זוהה כהלכה. לחשב את שיעור Hits (כלומר, מספר כניסות / מספר גירויי שינוי). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לספור את מספר התגובות כאשר המשתתף דיווח על שינוי במרווח בין גירויים או פעימות כאשר לא חל שינוי. שיעור (FA) לחשב את False-מעורר (כלומר, מספר FAS / מספר לא-chanגירויי ge). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשב את -score z לשיעור כניסות ושיעור FA, באמצעות פונקצית Matlab norminv (z-הציון = norminv (להיטי שיעור או שיעור) FA). לחסר -score z לשיעור FA מ-score z לשיעור Hits להשיג ד &#39;. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הערכה של תוצאות פרט: הערה: השווה את הביצועים של משתתף לקבוצה נורמטיבית או שליטה לחשוף מקרים של תפיסת קצב עניה. בדבר תוצאות משימות הסנכרון, לבצע t תיקן -test באמצעות תוכנת מחשב singlims. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את תכנית מחשב singlims. הזן את הממוצע וסטיית תקן של ד &#39;ואת גודל המדגם של הקבוצה הנורמטיבית או שליטה. לספק ערך ד &#39;למשתתף שיש בהשוואה לקבוצה הנורמטיבית או שליטה. הערה: המשתתף ביצע עני יותר באופן משמעותי מאשר בקבוצה הנורמטיבית או שליטה כששתייםהסתברות זנב של -test t המתוקן היא מתחת 0.05. </li></ol></li></ol>

The authors have nothing to disclose.

המטרה של השיטה המתוארת היא לספק סדרה של משימות ואסטרטגיות ניתוח לאפיין את יכולות תזמון של רוב האנשים ולזהות מקרים של חירשות פעימה או סנכרון עני. השלבים הקריטיים של הפרוטוקול כרוך 1) ההתקנה של המכשירים המשמשים להצגת גירוי ואיסוף נתונים הקשה אצבע והתגובות של נבדקים, 2) איסוף נתונים באמצעות שני סטים של משימות (סנכרון ותפיסת קצב), 3) ניתוח של סנכרון נתונים עם נתונים סטטיסטיים מעגליים ונתונים תפיסת קצב, ו 4) הערכה של תוצאות בודדות. ניתן לבצע את הפעולות הבאות בקלות על ידי הנסיינים אימנו. ניתוח הנתונים נעשה באמצעות תוכנת Matlab על ידי יישום הצעדים מתוארים בפרוטוקול שלנו. ידע בסיסי בסטטיסטיקת החוזר נדרש לפרשנות הנכונה של תוצאות הסנכרון. השיטה יש כמה יתרונות בהשוואה לאלו בקיימיםספרות 1,27,46. ראשית, עיתוי הוא נבדק במשימות שבן מעורבים תפיסה ופעולה, כמו גם עם חומר גירוי דומה. ברוב המחקרים הקודמים, סנכרון הסנסורית ותפיסת זמן הם בדרך כלל למדו באופן עצמאי תוך שימוש במגוון של משימות 1,27. עם זאת, יש סימנים לכך שתפיסה ופעולה בעיבוד בזמן עלולה לנתק בחולים עם נזק מוחי או 8 הכו חירשות 2, כפי שנצפו בעבר בעיבוד המגרש 17,22-25. חשוב להשתמש בקבוצה של משימות מסוגלת לחשוף התנתקויות הבאות בלי להיות מוטה על ידי הבחירה של חומרים שמיעתיים. המשימות המוצעות בשיטות מאוירות כאן הן מוצלחות במראה ההתנתקויות בין התפיסה ופעולה בעיבוד בזמן. עם זאת, אנו מודעים לעובדה שאישור נוסף של ניתוק זה ידרוש הבדיקה של עיתוי תפיסתי והסנסורית עם מגוון רחב יותר של משימות, evaluating מגוון של יכולות תזמון. מטרה זו יכולה להיות מושגת על ידי שימוש בסוללה של בדיקות, כגון BAASTA 35, כמו גם על ידי כולל הקשה בקצב וanisochrony משימות זיהוי (באמצעות הליך מרבי-סבירות לחישוב סף גילוי) וH-BAT 36. שנית, משימות סנכרון והתפיסה מבוצעות בשני חומר שמיעה פשוט ומורכב יותר; האחרון כולל גם את כל האלמנטים של יצירה מוזיקלית (לדוגמא, המגרש ומבנה קצבי) או אך ורק בתכונות שלה קצביות (כלומר, רעש מאופנן משרעת). מגוון בחומר מוסיקלי יכול לספק את התנאים אופטימליים לאיתור עיתוי לקוי, אשר עשוי להיות מוגבל לעיבוד מטרי והכה את החילוץ בעת עיבוד גירויים קצביים מורכבים כמו מוסיקה. לבסוף, אנו מאוירים שהסטטיסטיקה המעגלית היא שיטה יקרה וקלה יחסית, שניתן להשתמש לניתוח ביצועי סנכרון, כפי שהוכח בעברלומד 2,40,41. לשיטה זו יש כמה יתרונות, מה שהופך את זה במיוחד מתאים היטב לחשוף ולאפיין הבדלים אישיים בסנכרון הסנסורית 2,40. סטטיסטיקת חוזר אינו דורשת התאמה של אחד-על-אחד בין רזים וגירויים צעדה, מצב שהוא נפגש לעתים רחוקות במשתתפים מראים סנכרון עני. לדוגמא, הכה-חירש אנשים, ילדים, וsynchronizers עניים נוטים להשמיט רזים או לייצר ברז אחד או יותר מתאים לאותה צעדה גירוי 40. זה עושה את החישוב של דיוק סנכרון בלתי אפשרי במקרים רבים. מעתה אין צורך בהתאמה של אחד-על-אחד בין רזים וגירויים צעדה, סטטיסטיקה מעגלית להתגבר על קושי זה, כך שניתן לנתח את כל הברזים. תוצאות הנציג מודגשות בתכנית נייר זה שקבוצה של משימות התנהגותיות מתמקדת בשני הסנכרון הסנסורית עם אצבע הקשה וגילוי של אי סדירות (anisochrony) ברצפים קצביים רגישים מספיק להבדלים אינדיבידואליים בעיתוי תפיסתי והסנסורית. משימות ואמצעים אלה מאפשרים מקרים בהם עיתוי תפיסתי dissociates מעיתוי הסנסורית להתגלות, כפי שמוצגים במחקר שנערך לאחרונה מהמעבדה שלנו 2. אנו צופים כי השימוש במשימות ושיטות אלה (למשל, בתוך סוללות מקיפות של בדיקות) לבחינה שיטתית תפיסתי והסנסורית תזמון יכולות ניתן להרחיב בהצלחה לאוכלוסיות של חולים עם נזק מוחי 47, מחלות ניווניות (למשל, מחלת פרקינסון) 11, 35, או התפתחותית הפרעות (למשל, הפרעת קשב והיפראקטיביות) 48. הערכה יסודית של עיתוי תפיסתי והסנסורית באוכלוסיות החולים אלה יש פוטנציאל לסלול את הדרך לאסטרטגיות שיקום כאשר יכולות תזמון נראות לשחק תפקיד קריטי (לדוגמא, בשיקום ההליכה ברשות פלסטיניתtients עם מחלת פרקינסון באמצעות cueing השמיעתית) 49,50.

A correction to the Acknowledgements section was made in: Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks.
The Acknowledgements section has been updated from:
This research was supported by an International Reintegration Grant (n. 14847) from the European Commission to SDB and a grant from Polish Ministry for Science and Education to JS.
to:
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.

A correction to the Acknowledgements section was made in: Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks.

Erratum: Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks

בני אדם הם יעילים במיוחד בעיבוד משך אירועים המתרחשים בסביבה שלהם 1. בפרט, את היכולת לתפוס את הקצב של מוסיקה או התקתוק הקבוע של שעון ואת היכולת להעביר יחד עם זה (למשל, בריקוד או ספורט מסונכרן) נפוצה באוכלוסייה הכללית (כלומר, באנשים שלא קיבלה הכשרה מוזיקלית) 2,3. יכולות אלו נסמכות על רשת עצבית מורכבת של אזורים במוח בקליפת המוח (למשל, קליפת מוח הקדם-המוטורי והאזור המוטורי המשלים) ומבנים קורטיקליים, כגון גרעיני הבסיס והמוח הקטן 4-7. שיבוש של רשת זו ועיבוד זמני עני כתוצאה מכך יכול להיגרם כתוצאה מנזק מוחי או ניוון עצבי 8-10, כפי שנצפה בחולים עם מחלת פרקינסון 11. תפיסה עם זאת, עניים של משך וסנכרון עניים בלאכול של מוסיקה גם יכול להתבטא באנשים בריאים בהעדר הנזק המוחי. למרות העובדה שרוב יכול לתפוס מקצבים שמיעתיים ולסנכרן את התנועה לקצב (לדוגמא, במוסיקה), יש יוצאים מן הכלל ראוי לציון. יש כמה אנשים קשיים גדולים בסנכרון תנועות הגוף שלהם או אצבע הקשה לפי הקצב של מוסיקה ויכולים להציג תפיסת פעימה עניה, מראים קשיים באפלית מנגינות עם הערות של משך שונה. מצב זה כבר מכונה &quot;הכה חירשות&quot; או &quot;dysrhythmia&quot; 2,12-14. לדוגמא, חירשות הכתה תוארה במחקר שנערך לאחרונה 13, שבו המקרה של חולה בשם Mathieu דווח. Mathieu לא היה מדויק במיוחד בהקפצה לקצב של שירים קצביים (שיר מרנגה למשל,). הסנכרון היה עדיין אפשרי, אבל רק לצלילי רצף isochronous פשוט (למשל, מטרונום). סנכרון עני היההקשורים בתפיסת פעימה עניה, כפי שנחשף על ידי הסוללה של מונטריאול הערכת Amusia (MBEA) 15. במשימה נוספת, Mathieu התבקש להתאים את התנועות של רקדנית למוזיקה; מעניין, Mathieu הציג תפיסת המגרש אינו פגום. תפיסה עניה קצב וסנכרון עני, באנשי פעימה-חירשת עם תפיסת המגרש חסכה, נצפו במחקרים נוספים 2,12,14, ובכך לספק ראיות משכנעות לכך מקצב הפרעות יכולות להתרחש בבידוד. חירשות Beat לכן להבדיל מהתיאור האופייני של amusia המולדת (כלומר, חירשות טון), תפיסת המגרש הפרעת נוירו-התפתחותיים המשפיעה וייצור 16-19. מעניין, תפיסת קצב עניה וייצור יכולים לשתף להתרחש עם עיבוד המגרש גרוע ב12,16,20 amusia מולדים. עם זאת, תפיסת קצב עניה במקרה זה תלויה ביכולתו של פרט לתפוס את הווריאציה המגרש. כשוריאציות כר הדשא במנגינות יוסרו, amusics המולדת יכול להפלות בהצלחה הבדלי קצב 21. הבדלים בין-אישיים חשובים נצפו בחירשות פעימה; עובדה זו ראויה לתשומת לב מיוחדת. ברוב המקרים, גם תפיסת קצב וסנכרון לקצב של מוסיקה הם 2,12-14 לקויים; עם זאת, סנכרון עני יכול להתרחש גם כאשר תפיסת קצב נחסכת 2. פרדה זו בין התפיסה ופעולה בתחום העיתוי הוכחה באמצעות מסונכרן משימות הקשה עם מגוון רחב של גירויים שמיעתיים קצביים (למשל, מטרונום ומוסיקה) ושימוש במשימות תפיסת קצב שונות (לדוגמא, האפליה של מנגינות המבוססות על משך פתק שונה וזיהוי של חריגות מisochrony ברצפים קצביים). ממצא זה בפרט רלוונטי משום שהוא מצביע על ההפרדה האפשרית של תפיסה ופעולה בכל קשור למנגנון תזמוןים, כפי שנצפה בעבר בעיבוד המגרש 17,22-25. התנתקויות נוספות היו מודגשות תלוי במורכבות הגירוי 2. רוב synchronizers העני הציג קשיים סלקטיבית עם גירויים מורכבים (למשל, מוסיקה או רעש מאופנן משרעת נגזרות מוסיקה), בזמן שהם עדיין הראו סנכרון מדויק ועקבי עם רצפי isochronous פשוטים; synchronizers העני אחר הראה הדפוס ההפוך. לסיכום, תוצאות אלו מתכנסות במצביעות על כך שיש מגוון של פנוטיפים של תזמון הפרעות באוכלוסייה הכללית (כפי שנצפה בתחומים אחרים של עיבוד מוסיקלי כגון המגרש 25,26), אשר דורשים סט רגיש של משימות כדי להתגלות. המאפיין את הדפוסים של הפרעות קצב הוא רלוונטי במיוחד כדי לשפוך אור על המנגנונים הספציפיים שלא פעלו כהלכה במערכת התזמון. המטרה של השיטה מאוירת כאן היא לספק סט של משימות שיכולים להיותמשמש כדי לחשוף מקרים של חירשות פעימה באוכלוסייה הכללית ולזהות תת-סוגים שונים של הפרעות תזמון (למשל, משפיע על תפיסתי לעומת עיתוי הסנסורית או סוג מסוים של גירויים קצביים). יכולות תזמון הסנסורית בעיקר נבדקו באמצעות משימות אצבע הקשה עם חומר שמיעתי. משתתפים מתבקשים להקיש האצבע שלהם בתיאום עם גירויים שמיעתיים, כגון לרצף של צלילים במרווחים שווים בזמן או למוסיקה (כלומר, במשימה מסונכרנת או בקצב ההקשה 27-29). עוד פרדיגמה פופולרית, שהייתה המקור של מאמצים ניכרים דוגמנות 29-32, היא הפרדיגמה סנכרון-ההמשך, שבו משתתף ממשיך הקשה בשיעור הניתן על ידי מטרונום אחרי הקול הפסיק. תפיסת קצב היא למדה עם מגוון רחב של משימות, החל מאפליה משך, הערכה, ביתור (כלומר, השוואת המשכים ל&#39;קצר &#39;ו&amp; #39; סטנדרטים ארוכים &#39;), וזיהוי של anisochrony (כלומר, לקבוע אם יש מרווח סוטה בתוך רצף isochronous) למשימת יישור פעימה (כלומר, גילוי אם מטרונום על גבי זו מוסיקה מיושרת עם הקצב) 1,2 , 20,33,34. רוב המחקרים התמקדו בתפיסת זמן, הכו ייצור או עיתוי הסנסורית, שנבדקו בבידוד. עם זאת, סביר להניח כי משימות שונות כגון מתייחסות למעט יכולות שונות (למשל, עיתוי מרווח לעומת עיתוי מבוסס פעימה, תפיסתי לעומת עיתוי הסנסורית) ואינן משקפות את תפקודם של אותם מנגנוני התזמון ומעגלים עצביים הקשורים. בעיה זו ניתנת לעקיפה על ידי שימוש בסוללות הציעו לאחרונה של משימות שלהעריך את שני יכולות תזמון תפיסתי והסנסורית. סוללות אלו תאפשר לחוקרים לקבל פרופיל מקיף של יכולות התזמון של פרט. דוגמאות לסוללות כאלה הן BEבבדיקת יישור (BAT) 34, הסוללה להערכה שמיעתית הסנסורית תזמון היכולות (BAASTA) 35, והרווארד ביט מבחן הערכה (H-BAT) 36. סוללות אלו מורכבות מקשת משימות עם מגוון רחב של גירויים שמיעתיים קצביים הנעים ממוסיקה לרצפי isochronous כמו גם משימות תפיסתיות (למשל, אפליית משך, זיהוי של היישור של מטרונום לקצב של מוסיקה, וanisochrony זיהוי). בכל המקרים, אותה הקבוצה של קטעים מוזיקליים שימשה במשימות תפיסתיות והסנסורית. במאמר זה, אנו מדגימים סדרה של משימות כי הם יעילים במיוחד לגילוי דפוסים של הפרעות קצב באנשי פעימה-חירשת וsynchronizers העני, כפי שמוצגים במחקרים קודמים 2. משימות אלה הן חלק מסוללה גדולה יותר של בדיקות, BAASTA 35. יכולות תזמון הסנסורית נבדקות על ידי שואל משתתפים לנצל את האצבע שלהם לקצב של פשוט וגירויים שמיעתיים מורכבים (למשל, רצפי isochronous, מוסיקה, ורעש קצבי נגזר מגירויים מוזיקליים) 27,28. עיתוי תפיסתי נבדק עם משימת איתור anisochrony 2,20,33,37. סט של צלילי isochronous מוצג. במקרים מסוימים, אחד מהצלילים (למשל, הלפני אחרון) מוצג במוקדם או במאוחר מהצפוי על בסיס מבנה isochronous של הרצף השמיעתי. משתתפים מתבקשים לזהות חריגות מisochrony. היתרון של משימות תפיסה החושיות-המוטוריות וקצב אלה הוא ששניהם כרוכים ברצפים של גירויים (במקום משכי יחידים) וגירויים שונים של מורכבות. לפיכך, בהתבסס על ראיות קודמות, משימות אלה מספקים את התנאים אופטימליים כדי לחשוף פנוטיפים שונים של חירשות פעימה וסנכרון עני. תשומת לב מיוחדת מוקדשת לטכניקה שאומצה בניתוח נתוני סנכרון. טכניקה זו מבוססת על נתונים סטטיסטיים מעגליים, גישה שהיא בעיקרll-מתאים לבחינת סנכרון מדויק ועקבי לקצב.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="929">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:119px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:449px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:243px;">Matlab</td>
			<td style="width:119px;">Mathworks</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>High-level language and interactive environment for numerical computation, visualization, and programming</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">MAX MSP</td>
			<td style="width:119px;">Cycling &#39;74</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Software for data acquisition from MIDI-controlled interfaces, and stimulation presentation</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:243px;">Presentation</td>
			<td style="width:119px;">Neurobehavioral Systems</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Software for conducting experiments in experimental psychology. Allows precisely-times stimulus delivery and collection of behavioral responses.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Roland HPD- 10</td>
			<td style="width:119px;">Roland</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Hand percussion pad (MIDI instrument)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">EDIROL FA-66</td>
			<td style="width:119px;">Roland</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>MIDI interfact to connect the MIDI instrument to the computer.&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

uncovering beat deafness: detecting rhythm disorders with synchronized finger tapping and perceptual timing tasks

סט של משימות התנהגותיות להערכת יכולות תזמון תפיסתי והסנסורית באוכלוסייה הכללית (כלומר, שאינם מוזיקאים) מוצג כאן במטרה לחשוף הפרעות קצב, כגון חירשות פעימה. חירשות Beat מתאפיינת בביצועים ירודים בתפיסת המשכים בדפוסים קצביים שמיעתיים או סנכרון לקוי של תנועה עם מקצבים שמיעתיים (למשל, עם פעימות מוסיקליות). משימות אלה כוללות הסנכרון של אצבע הקשה לפי הקצב של גירויים שמיעתיים פשוטים ומורכבים וזיהוי של אי סדרים קצביים (משימת איתור anisochrony) המשובצים באותו גירויים. בדיקות אלה, שהם קלים לניהול, כוללות הערכה של שני יכולות התפיסתיות והסנסורית תזמון בתנאים שונים (למשל, הכה שיעורים וסוגים שונים של חומרים שמיעתיים) ומבוססים על אותו הגירויים שמיעתיים, הנע בין מטרונום פשוט מורכב קטע מוסיקלי. ניתוח synchronized נתונים הקשה מתבצע עם סטטיסטיקה מעגלית, המספקות אמצעים אמינות של דיוק סנכרון (למשל, את ההבדל בין העיתוי של הברזים והעיתוי של גירויי צעדה) והעקביות. סטטיסטיקה חוזר בהקשת הנתונים טוב במיוחד מתאימה לאיתור הבדלים בין-אישיים באוכלוסייה הכללית. הקשה מסונכרנת וזיהוי anisochrony אמצעים רגישים לזיהוי פרופילים של הפרעות קצב והיה בשימוש עם הצלחה לחשוף מקרים של סנכרון עני עם תזמון תפיסתי בחיים. הערכה שיטתית זו של עיתוי תפיסתי והסנסורית ניתן להרחיב לאוכלוסיות של חולים עם נזק מוחי, מחלות ניווניות (למשל, מחלת פרקינסון), ופרעות התפתחותיות (למשל, הפרעת קשב והיפראקטיביות).

המשימות שתוארו לעיל היו בשימוש בהצלחה כדי לאפיין את יכולות תזמון של אנשים ללא הכשרה מוזיקלית 2,34-36. במחקר שהנציג האחרון בקצב-חירשות 2, קבוצה של 99 שאינם מוזיקאים (סטודנטים) הוקרנו באמצעות שתי משימות סנכרון פשוטות. משתתפים מסונכרנים האצבע שלהם הקשה עם רצף isochronous וקטע מוסיקלי בקצב נוח (עם IOI / אי.בי.אי של 600 אלפיות שני). עשרה מהמשתתפים הראו סנכרון גרוע במיוחד עם לפחות אחת משני הגירויים וכונו &quot;synchronizers העני&quot;. משתתפים אלו הראו דיוק סנכרון שחרג ביותר מ 2 SD מהממוצע של הקבוצה הוקרנה; עקביות סנכרון הייתה נמוך מ -2 SD מהממוצע של הקבוצה. הם הושוו לקבוצה של 23 משתתפים (שולט) שנבחרו באופן אקראי בקרב תלמידים אלה שלא להציג סנכרון עני במשימות ההקרנה. synchronizers ובקרות עניים הוגשו לבדיקה יסודית עם משימות הסנכרון ותפיסת קצב המתוארות כאן. סדר המשימות והגירויים היה מתאזן על פני משתתפים. רצפים של הקשה פעמים שנאספו במשימות הסנכרון שימשו לחישוב דיוק הסנכרון והעקביות לsynchronizers עני ובקרות עם גירויי צעדה שונים ובIOI / Ibis השונים. תוצאות ממוצעת לדיוק והעקביות שלהם הן ​​באיור 2 ואיור 3, בהתאמה. נתונים אלה מראים כי שני synchronizers ובקרות עניים לצפות באופן משמעותי את גירויי צעדה בעת הקשה יחד עם רצף isochronous. תופעה זו, המכונית &quot;אומרת אסינכרוניות שליליות,&quot; ידועה בהקשת מחקרים 27,45. אסינכרוניות השליליות מתכוון נוטה להפחית או נעלמים עם גירויים (למשל, מוסיקה ורעש), כי הם יותר מורכבים מצלילים הציגו isochronously, השפעה גם דווחה במחקרים קודמים 45. שים לב שsynchronizers עניים אינו שונה מפקדים במונחים של דיוק. לפיכך, דיוק אינו מופיע להיות אמצעי שהוא רגיש מספיק כדי לזהות חירשות פעימה או סנכרון עני. התוצאות היו חושפניות יותר כאשר בוחנים עקביות סנכרון. synchronizers העני היה באופן משמעותי פחות עקבי מאשר בקרות בכל הגירויים וIOIs / Ibis. הבדל זה היה משמעותי יותר כאשר משתתפים טפח יחד עם רצפים ומוסיקת isochronous לעומת רעש (מול מקצבים). לכן, עקביות סנכרון היא רגישה מאוד לגירעונות סנכרון ובכך מייצגת מידה אידיאלית לחשיפה ואפיון הבדלים אישיים. נציגי תוצאות מאותו המחקר שהתקבל במשימות תפיסת קצב מוצגות באיור 4. כפי שניתן לראות, שני synchronizers ושליטה גרועיםs הושפעו מסכום השינוי ברצף השמיעתי (כלומר, פערים גדולים יותר ברצף קלים יותר לזהות) בשני גירויים ומוסיקת isochronous. השפעת השינוי הייתה משמעותית מבחינה סטטיסטית ויותר גלוי בקצבים מהירים יותר. עם זאת, ברמה קבוצה, synchronizers העני לא לבצע יותר גרוע מפקדים במשימה תפיסתי. התוצאות שהתקבלו במשימות אלה הסנסורית (עקביות סנכרון) ובמשימות תפיסת קצב שמשו כדי לחשוף מקרים של סנכרון עני. כדי להמחיש את ההליך המשמש לזיהוי תנאים אלה, נתונים שנלקחו ממחקר הנציג נותחו נוספים כדי לבצע את ההערכה של הבדלים אישיים. בטבלה 1 מוצגים נתונים עבור 10 synchronizers העני שזוהו בבדיקות הסקר. כאשר המשתתפים ביצעו גרועים באופן משמעותי מפקדים באחת המשימות, כפי שנקבעו עם לא תיקנו-tests 44, הערכים של הביצועים שלהם מוצגים בטבלה. הציונים החתוכים לזהות משתתף כsynchronizer עני במונחים של עקביות סנכרון היו 0.92, 0.51, 0.51 ולרצפי isochronous, מוסיקה, ורעש, בהתאמה. התוצאות שהתקבלו על ידי עניי synchronizers במשימות תפיסת קצב גם בהשוואה לביצועים של הפקדים. במשימת תפיסת קצב עם מטרונום, הציונים החתוכים (ד &#39;) היו 0.33, 1.38, 1.84 ו, ל% 8, 12%, ושינוי של 16% בזמן (יחסית לרצף IOI), בהתאמה. עם מוסיקה, הציונים החתוכים היו 1.52, 1.98, 2.10 ובמשך שלושה השינויים. שיטה פשוטה זו משמשת לניתוח הבדלים בין-אישיים בתחום התזמון מאפשרת לנו לחשוף את הפרופילים של תזמון הפרעות (הכה חירשות או סנכרון עני). ואכן, סנכרון לקוי עשוי או לא עשוי להיות מלווה בתפיסת קצב חסר. יתר על כן, אנשיםמראה קשיים בסנכרון לקצב יכול לבצע יותר גרוע עם גירוי שמיעתי (למשל, מוסיקה) מאשר עם הגירויים האחרים (לדוגמא, רצף isochronous). המחקר מגלה נציג פרופילים שונים של ירידת ערך. לדוגמא, משתתפי S2, S3, S8 S9 והראו סנכרון עני על פני רוב גירויי צעדה, כמו גם תפיסת קצב לקויה. ליקויים בשני העיתוי תפיסתי והסנסורית נצפו כבר בעבר במחקרים על amusia המולדת 12,16. משתתפי S1 וS5 הראו דפוס שונה. הם ביצעו באופן דומה לפקדים במשימת תפיסת קצב, עם ערכי ד &#39;מתחת לסף. תפיסה שאינו פגום בשני משתתפים אלה אושרה במשימות נוספות, כגון MBEA 2,15. עם זאת, S1 וS5 היו synchronizers העני, במיוחד בעת הקשה עם גירויים מורכבים כגון מוסיקה ורעש מאופנן משרעת. לדוגמא, wa הביצועים של S5<html> ים בהזדמנות בעת סינכרון רזים לרעש (כלומר, הבדיקה של ריילי לא הייתה משמעותית) ומעל הסיכוי עם מוסיקה (בהזדמנות עם 750 אי.בי.אי האלפיות השני). תוצאות דומות נמצאו עבור המשתתפים S6 וS10. שים לב שהניתוק הזה בין עיתוי תפיסתי והסנסורית לא יכול להיות מוסבר על ידי שליטה מוטורית לקויה, משום שהמשתתפים, למרות הסנכרון הגרוע שלהם, עדיין היו מסוגלים להתחבר בקצב ספונטני, דומה לקבוצת ביקורת. לבסוף, לחלק ממשתתפים (לדוגמא, S2, S5, S6 ו), סנכרון גרוע, יחסית לקבוצת הביקורת, יכול באופן סלקטיבי דאגה רק סוג אחד של גירויים (למשל, גירויים מורכבים כמו מוסיקה או רעש, בניגוד למטרונום) . לסיכום, פרופילים שונים של הפרעות תזמון יכולים להיחשף עם המשימות הנ&quot;ל. זה רלוונטי במיוחד כדי לשפוך אור על המנגנונים מאחורי משימות תזמון שונות, כמו גם לבחון את התלות ההדדית של מנגנונים אלה. = &quot;Jove_content&quot; fo: לשמור-together.within-page = &quot;תמיד&quot;&gt; <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/51761/51761fig1.jpg" /> איור 1:. דוגמא לחלוקת ברזים במשפט סנכרון R וקטור התוצאה והכיוון שלה (תטא זווית, θ) מצוין. בדוגמא, אורך וקטור = 0.95 וθ = -25 °. (מעובד מתוך Sowiński &amp; Dalla בלה, 2013, באישורו.) 2 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51761/51761fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/51761/51761fig2.jpg" /> איור 2: דיוק סנכרון לקבוצה של synchronizers העלוב (n = 10) וקבוצת ביקורת (n = 23) עם גירויי צעדה שונים בשונים IOI / Ibis 2 המופע של גירויי צעדה (למשל, צלילי o.r פעימות מוסיקליות) מתאים ל0 °. זוויות שליליות מצביעות על כך ש, בממוצע, ברזים של המשתתפים להקדים את גירויי צעדה (מוביל), ואילו זוויות חיוביות מראות כי הברזים האלה להתרחש לאחר הגירויים (המפגר). ברים שגיאה מצביעים שגיאות התקן של הממוצע (SEM). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51761/51761fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/51761/51761fig3.jpg" /> איור 3:. עקביות סנכרון שהתקבלה במחקר קודם לקבוצה של synchronizers העלוב (n = 10) וקבוצת ביקורת (n = 23) עם גירויי צעדה שונים בIOI / Ibis 2 עקביות שונה נע בין 0 (אין סנכרון עם אקראי לחלוטין חלוקת הרזים) עד 1 (עקביות מושלמת עם רזים המתרחשים בדיוק באותו מרווח הזמן לפני או אחרי t<html> הוא התהלך גירויים). ברים שגיאה מצביעים SEM. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51761/51761fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/51761/51761fig4.jpg" /> איור 4: תוצאות ממשימת תפיסת קצב (ערכים של ד &#39;) שהושג במחקר קודם לקבוצה של synchronizers העלוב (n = 10) וקבוצת ביקורת (n = 23) עם רצף isochronous ועם מוסיקה בשונה IOI / Ibis . ברים שגיאה מצביעים SEM. (מעובד מתוך Sowiński &amp; Dalla בלה, 2013, באישורו.) 2 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51761/51761fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> 1table1.jpg &quot;/&gt; טבלת 1: סיכום התוצאות הבודדים שהושגו במשימות הסנכרון ותפיסת קצב על ידי קבוצה של 10 synchronizers עניי ערכים בבדיקות השונות מדווחים רק כאשר המשתתפים ביצעו גרועים באופן משמעותי מקבוצת ביקורת.. משתתפים שנתפסו כראוי סטיות מanisochrony למרות הסנכרון הלקוי שלהם מסומנים באותיות מודגשות. (מעובד מתוך Sowiński &amp; Dalla בלה, 2013, באישורו.) 2. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51761/51761table1large.jpg" target="_blank">לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של השולחן הזה.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks at JoVE.com

Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks

משימות התנהגותיות המאפשרות ההערכה של יכולות תזמון תפיסתי והסנסורית באוכלוסייה הכללית (כלומר, שאינם מוזיקאים) מוצגות. סנכרון של אצבע הקשה לפי הקצב של גירויים שמיעתיים וגילוי אי סדרים קצביים מספק אמצעי לגילוי הפרעות קצב.

חשיפת חירשות Beat: הפרעות קצב זיהוי עם אצבע מסונכרנות הקשה ומשימות תזמון תפיסתי

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here ...

uncovering-beat-deafness-detecting-rhythm-disorders-with-synchronized

Google

Research

JoVE Journal

Behavior

12.7K Views.  University of Montpellier.  משימות התנהגותיות המאפשרות ההערכה של יכולות תזמון תפיסתי והסנסורית באוכלוסייה הכללית (כלומר, שאינם מוזיקאים) מוצגות. סנכרון של אצבע הקשה לפי הקצב של גירויים שמיעתיים וגילוי אי סדרים קצביים מספק אמצעי לגילוי הפרעות קצב. 

Video: Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks

Perceptual and Category Processing of the Uncanny Valley Hypothesis' Dimension of Human Likeness: Some Methodological Issues

Mori's Uncanny Valley Hypothesis1,2 proposes that the perception of humanlike characters such as robots and, by extension, avatars (computer-generated characters) can evoke negative or positive affect (valence) depending on the object's degree of visual and behavioral realism along a dimension of human likeness (DHL) (Figure 1). But studies of affective valence of subjective responses to variously realistic non-human characters have produced inconsistent findings 3, 4, 5, 6. One of a number of reasons for this is that human likeness is not perceived as the hypothesis assumes. While the DHL can be defined following Mori's description as a smooth linear change in the degree of physical humanlike similarity, subjective perception of objects along the DHL can be understood in terms of the psychological effects of categorical perception (CP) 7. Further behavioral and neuroimaging investigations of category processing and CP along the DHL and of the potential influence of the dimension's underlying category structure on affective experience are needed. This protocol therefore focuses on the DHL and allows examination of CP. Based on the protocol presented in the video as an example, issues surrounding the methodology in the protocol and the use in "uncanny" research of stimuli drawn from morph continua to represent the DHL are discussed in the article that accompanies the video. The use of neuroimaging and morph stimuli to represent the DHL in order to disentangle brain regions neurally responsive to physical human-like similarity from those responsive to category change and category processing is briefly illustrated.

Perceptual and Category Processing of the Uncanny Valley Hypothesis&#039; Dimension of Human Likeness: Some Methodological Issues

Investigation of the Uncanny Valley Hypothesis and affective experience requires an understanding of the hypothesis' dimension of human likeness (DHL). This protocol allows representation of the DHL and examination of categorical perception. Use of the same stimuli and fMRI to distinguish brain regions responsive to physical and category change is illustrated.

עיבוד תפיסתי וקטגוריה של ממד השערת העמק &quot;Uncanny של דמיון אנושי: כמה בעיות מתודולוגיות

Mori's Uncanny Valley Hypothesis1,2 proposes that the perception of humanlike characters such as robots and, by extension, avatars (computer-generated ...

Study Motor Skill Learning by Single-pellet Reaching Tasks in Mice

Reaching for and retrieving objects require precise and coordinated motor movements in the forelimb. When mice are repeatedly trained to grasp and retrieve food rewards positioned at a specific location, their motor performance (defined as accuracy and speed) improves progressively over time, and plateaus after persistent training. Once such reaching skill is mastered, its further maintenance does not require constant practice. Here we introduce a single-pellet reaching task to study the acquisition and maintenance of skilled forelimb movements in mice. In this video, we first describe the behaviors of mice that are commonly encountered in this learning and memory paradigm, and then discuss how to categorize these behaviors and quantify the observed results. Combined with mouse genetics, this paradigm can be utilized as a behavioral platform to explore the anatomical underpinnings, physiological properties, and molecular mechanisms of learning and memory.

Persistent practice improves the precision of coordinated movements.&#160;Here we introduce a single-pellet reaching task, which is designed to assess the learning and memory of forelimb skill in mice.&#160;

מיומנות מוטורית חקר למידה על ידי משימות להגיע חד גלולה בעכברים

Reaching for and retrieving objects require precise and coordinated motor movements in the forelimb. When mice are repeatedly trained to grasp and ...

Transcranial Magnetic Stimulation for Investigating Causal Brain-behavioral Relationships and their Time Course

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a safe, non-invasive brain stimulation technique that uses a strong electromagnet in order to temporarily disrupt information processing in a brain region, generating a short-lived &#8220;virtual lesion.&#8221; Stimulation that interferes with task performance indicates that the affected brain region is necessary to perform the task normally. In other words, unlike neuroimaging methods such as functional magnetic resonance imaging (fMRI) that indicate correlations between brain and behavior, TMS can be used to demonstrate causal brain-behavior relations. Furthermore, by varying the duration and onset of the virtual lesion, TMS can also reveal the time course of normal processing. As a result, TMS has become an important tool in cognitive neuroscience. Advantages of the technique over lesion-deficit studies include better spatial-temporal precision of the disruption effect, the ability to use participants as their own control subjects, and the accessibility of participants. Limitations include concurrent auditory and somatosensory stimulation that may influence task performance, limited access to structures more than a few centimeters from the surface of the scalp, and the relatively large space of free parameters that need to be optimized in order for the experiment to work. Experimental designs that give careful consideration to appropriate control conditions help to address these concerns. This article illustrates these issues with TMS results that investigate the spatial and temporal contributions of the left supramarginal gyrus (SMG) to reading.

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a technique for non-invasively disrupting neural information processing and measuring its effect on behavior. When TMS interferes with a task, it indicates that the stimulated brain region is necessary for normal task performance, allowing one to systematically relate brain regions to cognitive functions.

גירוי מגנטי Transcranial לחקירת קשרים סיבתיים מוח התנהגותי וכמובן זמנם

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a safe, non-invasive brain stimulation technique that uses a strong electromagnet in order to temporarily ...

Performing Behavioral Tasks in Subjects with Intracranial Electrodes

Patients having stereo-electroencephalography (SEEG) electrode, subdural grid or depth electrode implants have a multitude of electrodes implanted in different areas of their brain for the localization of their seizure focus and eloquent areas. After implantation, the patient must remain in the hospital until the pathological area of brain is found and possibly resected. During this time, these patients offer a unique opportunity to the research community because any number of behavioral paradigms can be performed to uncover the neural correlates that guide behavior. Here we present a method for recording brain activity from intracranial implants as subjects perform a behavioral task designed to assess decision-making and reward encoding. All electrophysiological data from the intracranial electrodes are recorded during the behavioral task, allowing for the examination of the many brain areas involved in a single function at time scales relevant to behavior. Moreover, and unlike animal studies, human patients can learn a wide variety of behavioral tasks quickly, allowing for the ability to perform more than one task in the same subject or for performing controls. Despite the many advantages of this technique for understanding human brain function, there are also methodological limitations that we discuss, including environmental factors, analgesic effects, time constraints and recordings from diseased tissue. This method may be easily implemented by any institution that performs intracranial assessments; providing the opportunity to directly examine human brain function during behavior.

Patients implanted with intracranial electrodes provide a unique opportunity to record neurological data from multiple areas of the brain while the patient performs behavioral tasks. Here, we present a method of recording from implanted patients that can be reproducible at other institutions with access to this patient population.

ביצוע משימות התנהגות בנושאים עם אלקטרודות תוך גולגולתי

Patients having stereo-electroencephalography (SEEG) electrode, subdural grid or depth electrode implants have a multitude of electrodes implanted in ...

Practical Methodology of Cognitive Tasks Within a Navigational Assessment

This paper describes an approach for measuring navigation accuracy relative to cognitive skills. The methodology behind the assessment will thus be clearly outlined in a step-by-step manner. Navigational skills are important when trying to find symbols within a speech-generating device (SGD) that has a dynamic screen and taxonomical organization. The following skills have been found to impact children&#8217;s ability to find symbols when navigating within the levels of an SGD: sustained attention, categorization, cognitive flexibility, and fluid reasoning1,2. According to past studies, working memory was not correlated with navigation1,2.
The materials needed for this method include a computerized tablet, an augmentative and alternative communication application, a booklet of symbols, and the Leiter International Performance Scale-Revised (Leiter-R)3. This method has been used in two previous studies. Robillard, Mayer-Crittenden, Roy-Charland, Minor-Corriveau and B&#233;langer1 assessed typically developing children, while Rondeau, Robillard and Roy-Charland2 assessed children and adolescents with a diagnosis of Autism Spectrum Disorder. The direct observation of this method will facilitate the replication of this study for researchers. It will also help clinicians that work with children who have complex communication needs to determine the children&#8217;s ability to navigate an SGD with taxonomical categorization.

Children who have complex communication needs can benefit from the use of a speech-generating device (SGD). Cognitive skills were identified as having an impact on the ability to navigate between levels of SGDs. This protocol describes the steps needed for Speech-language Pathologists to assess cognitive skills and navigational abilities.

מתודולוגיה המעשית של משימות קוגניטיביות בתוך הערכת ניווט

This paper describes an approach for measuring navigation accuracy relative to cognitive skills. The methodology behind the assessment will thus be ...

Functional Near Infrared Spectroscopy of the Sensory and Motor Brain Regions with Simultaneous Kinematic and EMG Monitoring During Motor Tasks

There are several advantages that functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) presents in the study of the neural control of human movement. It is relatively flexible with respect to participant positioning and allows for some head movements during tasks. Additionally, it is inexpensive, light weight, and portable, with very few contraindications to its use. This presents a unique opportunity to study functional brain activity during motor tasks in individuals who are typically developing, as well as those with movement disorders, such as cerebral palsy. An additional consideration when studying movement disorders, however, is the quality of actual movements performed and the potential for additional, unintended movements. Therefore, concurrent monitoring of both blood flow changes in the brain and actual movements of the body during testing is required for appropriate interpretation of fNIRS results. Here, we show a protocol for the combination of fNIRS with muscle and kinematic monitoring during motor tasks. We explore gait, a unilateral multi-joint movement (cycling), and two unilateral single-joint movements (isolated ankle dorsiflexion, and isolated hand squeezing). The techniques presented can be useful in studying both typical and atypical motor control, and can be modified to investigate a broad range of tasks and scientific questions.

Monitoring brain activity during upright motor tasks is of great value when investigating the neural source of movement disorders. Here, we demonstrate a protocol that combines functional near infrared spectroscopy with continuous monitoring of muscle and kinematic activity during 4 types of motor tasks.

קרוב פונקציונלי אינפרא אדום ספקטרוסקופיה של אזורים חושיים ומוטורי במוח עם סימולטני Kinematic וניטור EMG במהלך משימות מוטוריות

There are several advantages that functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) presents in the study of the neural control of human movement. It is ...

Using Fiberless, Wearable fNIRS to Monitor Brain Activity in Real-world Cognitive Tasks

Functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) is a neuroimaging technique that uses near-infrared light to monitor brain activity. Based on neurovascular coupling, fNIRS is able to measure the haemoglobin concentration changes secondary to neuronal activity. Compared to other neuroimaging techniques, fNIRS represents a good compromise in terms of spatial and temporal resolution. Moreover, it is portable, lightweight, less sensitive to motion artifacts and does not impose significant physical restraints. It is therefore appropriate to monitor a wide range of cognitive tasks (e.g., auditory, gait analysis, social interaction) and different age populations (e.g., new-borns, adults, elderly people). The recent development of fiberless fNIRS devices has opened the way to new applications in neuroscience research. This represents a unique opportunity to study functional activity during real-world tests, which can be more sensitive and accurate in assessing cognitive function and dysfunction than lab-based tests. This study explored the use of fiberless fNIRS to monitor brain activity during a real-world prospective memory task. This protocol is performed outside the lab and brain haemoglobin concentration changes are continuously measured over the prefrontal cortex while the subject walks around in order to accomplish several different tasks.

Monitoring brain activity outside the lab without physical constraints presents methodological challenges. A fiberless, wearable functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) system was used to measure brain activity during an ecological prospective memory task. It was demonstrated that this system could be used to monitor brain activity during non-lab based experiments.

שימוש בבלי הסיבים, fNIRS ביש כדי לעקוב אחר פעילות המוח במשימות קוגניטיביות אמת העולם

Functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) is a neuroimaging technique that uses near-infrared light to monitor brain activity. Based on neurovascular ...

Event-related Potentials During Target-response Tasks to Study Cognitive Processes of Upper Limb Use in Children with Unilateral Cerebral Palsy

Unilateral Cerebral Palsy (CP) is a neurodevelopmental disorder that is a very common cause of disability in childhood. It is characterized by unilateral motor impairments that are frequently dominated in the upper limb. In addition to a reduced movement capacity of the affected upper limb, several children with unilateral CP show a reduced awareness of the remaining movement capacity of that limb. This phenomenon of disregarding the preserved capacity of the affected upper limb is regularly referred to as Developmental Disregard (DD). Different theories have been postulated to explain DD, each suggesting slightly different guidelines for therapy. Still, cognitive processes that might additionally contribute to DD in children with unilateral CP have never been directly studied. The current protocol was developed to study cognitive aspects involved in upper limb control in children with unilateral CP with and without DD. This was done by recording event-related potentials (ERPs) extracted from the ongoing EEG during target-response tasks asking for a hand-movement response. ERPs consist of several components, each of them associated with a well-defined cognitive process (e.g., the N1 with early attention processes, the N2 with cognitive control and the P3 with cognitive load and mental effort). Due to its excellent temporal resolution, the ERP technique enables to study several covert cognitive processes preceding overt motor responses and thus allows insight into the cognitive processes that might contribute to the phenomenon of DD. Using this protocol adds a new level of explanation to existing behavioral studies and opens new avenues to the broader implementation of research on cognitive aspects of developmental movement restrictions in children.

Several children with unilateral Cerebral Palsy seem to disregard the preserved capacity of their affected upper limb. This Developmental Disregard is extensively described in the literature but the involved cognitive processes have not been studied. To study underlying cognitive factors of upper limb control, an event-related potential protocol was developed.

פוטנציאל הקשור לאירוע במהלך משימות יעד תגובה לחקר תהליכים קוגניטיביים של האיבר העליון השתמש בילדים עם שיתוק מוחין החד-צדדי

Unilateral Cerebral Palsy (CP) is a neurodevelopmental disorder that is a very common cause of disability in childhood. It is characterized by unilateral ...

Comparing the Frequency Effect Between the Lexical Decision and Naming Tasks in Chinese

In psycholinguistic research, the frequency effect can be one of the indicators for eligible experimental tasks that examine the nature of lexical access. Usually, only one of those tasks is chosen to examine lexical access in a study. Using two exemplar experiments, this paper introduces an approach to include both the lexical decision task and the naming task in a study. In the first experiment, the stimuli were Chinese characters with frequency and regularity manipulated. In the second experiment, the stimuli were switched to Chinese two-character words, in which the word frequency and the regularity of the leading character were manipulated. The logic of these two exemplar experiments was to explore some important issues such as the role of phonology on recognition by comparing the frequency effect between both the tasks. The results revealed different patterns of lexical access from those reported in the alphabetic systems. The results of Experiment 1 manifested a larger frequency effect in the naming task as compared to the LDT, when the stimuli were Chinese characters. And it is noteworthy that, in Experiment 1, when the stimuli were regular Chinese characters, the frequency effect observed in the naming task was roughly equivalent to that in the LDT. However, a smaller frequency effect was shown in the naming task as compared to the LDT, when the stimuli were switched to Chinese two-character words in Experiment 2. Taking advantage of the respective demands and characteristics in both tasks, researchers can obtain a more complete and precise picture of character/word recognition.

Researchers adopt both the lexical decision task and the naming task to investigate some important topics such as character/word recognition by comparing the frequency effect between these two tasks. This article introduces this approach through two exemplar experiments and elaborates on the underlying logic.

השוואת האפקט תדירות בין ההחלטה הלקסיקלית ומשימות שמות בסינית

In psycholinguistic research, the frequency effect can be one of the indicators for eligible experimental tasks that examine the nature of lexical access. ...

Ultrasound Images of the Tongue: A Tutorial for Assessment and Remediation of Speech Sound Errors

Diagnostic ultrasound imaging has been a common tool in medical practice for several decades. It provides a safe and effective method for imaging structures internal to the body. There has been a recent increase in the use of ultrasound technology to visualize the shape and movements of the tongue during speech, both in typical speakers and in clinical populations. Ultrasound imaging of speech has greatly expanded our understanding of how sounds articulated with the tongue (lingual sounds) are produced. Such information can be particularly valuable for speech-language pathologists. Among other advantages, ultrasound images can be used during speech therapy to provide (1) illustrative models of typical (i.e.&#160;&#34;correct&#34;) tongue configurations for speech sounds, and (2) a source of insight into the articulatory nature of deviant productions. The images can also be used as an additional source of feedback for clinical populations learning to distinguish their better productions from their incorrect productions, en route to establishing more effective articulatory habits.
Ultrasound feedback is increasingly used by scientists and clinicians as both the expertise of the users increases and as the expense of the equipment declines. In this tutorial, procedures are presented for collecting ultrasound images of the tongue in a clinical context. We illustrate these procedures in an extended example featuring one common error sound, American English /r/. Images of correct and distorted /r/ are used to demonstrate (1) how to interpret ultrasound images, (2) how to assess tongue shape during production of speech sounds, (3), how to categorize tongue shape errors, and (4), how to provide visual feedback to elicit a more appropriate and functional tongue shape. We present a sample protocol for using real-time ultrasound images of the tongue for visual feedback to remediate speech sound errors. Additionally, example data are shown to illustrate outcomes with the procedure.

Ultrasound imaging can be used to display the shape and movements of the tongue in real time during speech. The images can be used to determine the nature of speech sound errors. Visual feedback of the tongue can be used to facilitate improvements in speech sound production in clinical populations.