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要約

このプロトコルの目的は、メトロノーム同期タスクで均一にさまざまな速度でバウンドするボールのアプリケーションを導入することです。

要約

感覚同期 (SMS)、外部のリズムと動きを調整する根本的な人間の能力は、特定のモダリティに長く考えられてきた。アイソクロナス シーケンスと共に指をタップを必要とする標準的なメトロノーム同期タスクに、確立された認定は、同期は視覚よりも聴覚、トーンから成る聴覚シーケンスにより安定しています。ビジュアル フラッシュから成るシーケンス。しかし、最近の研究では、視覚刺激を定期的に移動することができます視覚フラッシュと比較して同期を大幅に向上、示されています。特に、visual バウンドするボールが一様にさまざまな速度の同期だった聴覚音の同期よりも少ない安定したないことが判明。ここでは、現在のプロトコルでは、メトロノーム同期タスクで均一にさまざまな速度でゴムボールのアプリケーションについて説明します。異なる間隔 (IOI) のシーケンスで弾むボールの使用が含まれます。代表的な結果は、ボールの跳ね返り、聴覚の音と視覚フラッシュの性能と比較しての同期パフォーマンスを示しています。聴覚音のそれに匹敵する同期性能を与え、弾むボール モダリティ固有のメカニズムが SMS をアンダーレイするかどうかの現在の研究トピックに対処するため特に重要です。

概要

感覚運動同期 (SMS) 外部リズムと動き (例えば、指タップ) の調整を参照し、正規と一緒に指をタップする対象が必要ですシンプルなメトロノーム同期タスクを用いて検討しました。アイソクロナス シーケンス1,2の場合は。メトロノーム同期で視覚を聴覚の優位性は、世紀以上に設定されている: 同期は、シークエンスにより (図 1 a) 聴覚の音から成る聴覚シーケンスにはるかに安定しました。ビジュアル フラッシュ (図 1 b)1から成る。メトロノーム同期、ただし、この聴覚活用は定期的に視覚刺激3,4,5,6を移動を用いた研究によって最近挑戦されています (注意定期的に移動する視覚刺激を参照して連続的な動き)。止まったら一定速度、移動バー、アップダウンのシークエンスを使用し、上下バーの同期よりビジュアル フラッシュの同期よりも安定していたが、まだ以下の同期よりも安定していた聴覚トーン3,6。Iversen さんらは、整流正弦波に合わせて変化を示し, 聴覚トーン5の同期に近かった弾むボールの同期速度をしていたゴムボールを採用しました。Ganらが均一に様々 な速度を持っていたゴムボールを使用する最近では、(すなわち重力の効果をシミュレーション) (図 1)、弾むボールの同期だったよりより少なく安定して、聴覚トーン4の同期。

現在のプロトコルの目的は Ganらで説明されているようにメトロノーム同期タスクで均一にさまざまな速度でバウンドするボールを適用する手順を導入することです。4メトロノーム同期タスクには (シーケンス図 1 a)、聴覚の音から成る聴覚のシーケンスが含まれています、シークエンスから成る SMS で広く採用されている visual 点滅 (VF シーケンス、図 1 b)、研究1。タスク シーケンスの 3 番目のタイプは、弾むボール (VB、シーケンス図 1) から成るシークエンスです。視覚と運動野2、間よりも聴覚と運動野の間の緊密な接続など、SMS をアンダーレイにするモダリティ固有のメカニズムが考えられて長い SMS が特定のモダリティが最近多く描かれたかどうかに対し注意1,7を研究します。弾むボール議定書で導入された、弾むボールと聴覚トーンの対等な同期性能のためのモダリティの問題に対処するため便利です。さらに、メトロノーム同期は、IOI の限られた範囲 (100-1,800 ミリ秒)8で柔軟に実行できます。異なる Ioi の弾むボールのアプリケーションを説明するために (これは約最も好ましい IOI) 600 ms IOI と 900 ms IOI 現在のプロトコルが含まれます。

figure-introduction-1920
図 1:刺激のイラスト。件名はアイソクロナス シーケンス、聴覚の音で構成されていると一緒にタップ (A: AT シーケンス)、ボールを点滅視覚的 (B: VF シーケンス)、または visual 弾むボール (C: VB のシーケンス)。C時間の関数としてプロットする速度と弾むボールの軌道およびそれぞれ青と緑の線で示されます。弾むボールの移動距離が 9.2 mm とバウンス時点 (つまり、最下位のボール位置に) ピーク速度は 0.061 mm/さん 600 ms IOI 順番 8 個のイベントが表示されます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

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プロトコル

制度レビュー ボードの心理学部の孫逸仙大学によって承認されたこのプロトコル

。

注: カスタム プログラム " BouncingBall " 9 は、このプロトコルを達成するため提供されます。ファイルを抽出 " BouncingBall.zip " ディレクトリを生成します " BouncingBall "、聴覚刺激と視覚刺激ファイル (以下のセクション 1 を参照してください)、スクリプトを含む " BouncingBall_run.m " 刺激提示のプログラミングと応答記録 (以下のセクション 2 を参照してください) と刺激と応答 (以下のセクション 3 を参照してください)、およびスクリプトを記録 " BouncingBall_analyze.m " データのプログラミング (以下のセクション 4 を参照) を分析し、(以下のセクション 5 を参照してください分析データを実行します。).

1。 準備の聴覚と視覚刺激

注:、" BouncingBall " ディレクトリに生成された刺激が含まれています。読者を使用したり、必要に応じて刺激を変更します

。
  1. 聴覚トーンを生成ことがでくには、600 Hz と 50 ms の期間の純粋なトーンを作成するソフトウェアを使用します
    2. 。
  2. の視覚的イメージを生成できます、背景が透明なオレンジ色のボールのイメージを作成するソフトウェアを使用します
    3. 。
  3. オレンジのバスケット ボールの写真を撮るためのカメラでスマート フォンを使うし、視覚イメージを生成できます、黒の背景で、バスケット ボールのイメージを作成するソフトウェアを使用します
    4. 。

2。刺激呈示と応答記録のプログラミング

注: 刺激呈示条件のプログラミングとの応答記録スクリプトで実装済み " BouncingBall_run.m " ディレクトリの "BouncingBall " を開くことができます、ソフトウェアを編集するテキストを使用して編集します。読者をセットアップまたは次のスクリプト内のコメントを必要に応じて設定を変更することができます

  1. ブラックとして背景色を設定します
    2. 。
  2. は 55 イベント (54 Ioi) を持っている各シーケンスを設定します。練習 (下記参照)、イベント数を 20 として設定します
    3. 。
  3. は、6 回繰り返される各シーケンスを設定します。練習、2 として繰り返し数を設定します
    4. 。
  4. 600 ms 900 さんか IOI のセットアップ
  5. AT シーケンスを構築します。
    1. 現在の純粋なトーンすべて IOI
      2. 。
    2. は、直径に 1.74 の cm のオレンジ色のボールを常に表示 (1.66 ° の視角の範囲を定めた) と白いバーの 3.54 cm x 4.06 cm コンピューター画面の中央でボールを示し、バーを表示するボールの下端より下 0.92 cm。
      。 注: オレンジ色のボールとバーが表示 AT シーケンスとビジュアルのシーケンスのできるだけ一貫性を持つ視覚的な設定を維持して聴覚的作業に注意をボールや維持を注視して被写体を維持する
      3. 。
  6. VF シーケンスを構築します。
    1. フラッシュすべて IOI、すなわち オレンジ色のボールを持って、それは 50 ms の持続、IOI の残り時間の表示されなくなります
      2. 。
  7. VB のシーケンスを作成します。
    1. 現実的なオレンジ バスケット ボールでオレンジ色のボールを置き換えます
      2. 。
    2. は、継続的に 0.92 cm (移動距離) を下げる白いバーをタップし、初期位置を上に移動しボールをさせています
      。 注: ボールの速度は一定の加速度で均一に変化させます。600 ms IOI の 0.20 m/s 2 の加速か 900 ms IOI の 0.09 m/s 2 です。ボールがバーに触れたときそのピーク速度に到達します。異なる Ioi の異なる加速度を使用します
      3. 。
  8. レコードと件名がコンピューターのキーボードの応答キーを押したするとき時間を節約します
。

3. 実験

注: 刺激を提示し、回答を記録を入力することによって達成 " BouncingBall_run (オブジェクト、IOI、ScreenX、ScreenY、isFormal) " コマンドでソフトウェアのウィンドウ。" ScreenX " と " スクリーン ショット " それぞれ幅と高さ cm、コンピューターの画面を参照してください。タップのデータはファイルに自動的に記録 " SequenceType_IOI_ScreenX_ScreenY.mat " プログラムによって。IsFormal かどうか実験は正式な実験や実習を指します

。
  1. 60 cm の視距離でコンピューター画面の前に座っているし、ヘッドセットを着用する件名をお願いします
    2. 。
  2. 文書による同意書へサインを件名を付けること
    3. 。
  3. 書かれた実験指示対象を与える。
    1. の命令で件名にメトロノーム同期タスクを説明する: AT シーケンス内のトーン、VF シーケンスと、瞬間に点滅しているボールとの同期 (最寄りの手の人差し指を使用してキーボードのキー) をタップするときバウンス ボールが低い位置に移動 (すなわち バーを触る) VB 順番
      2. 。
  4. ソフトウェアを開きます
    。 メモ: ソフトウェアを継続的に実行し、そのコマンド ウィンドウを開いたまま。刺激呈示を実行し、刺激提示したら、コマンド ウィンドウに戻ります、コマンド ウィンドウで Bouncingball_run コマンドを入力します
    5. 。
  5. IOI で、VF、および VB シーケンス 2 回刺激やタスクに精通する 600 ms との練習に主題を求める
    。 注: 練習と同じであった、正式な実験を除く下: (1); 科目全体で 3 個のシーケンス型の順序は変更されません(2) 各シーケンスが 2 回繰り返される(3) と各シーケンスが 20 イベント。
    1. 型 " Bouncingball_run (' AT ', 600, 53.1、29.8, 0) " コマンド ウィンドウで、キーを押します、' 入力してください ' キーでシーケンスの実習を行います
      。 注: 画面サイズだった Gan ら で 53.1 cm x 29.8 cm 4、しかし、読者は彼らを使用して、画面によるとサイズを割り当てる必要があります。実験プログラムを実行すると、対象は実験手順で説明されているタスクを実行です。さらに、順序の提示は自分のペースで、すなわち シーケンスを開始するためにスペースバーを押すと件名
      2. 。
    2. 型 " Bouncingball_run (' VF ', 600, 53.1、29.8, 0) " コマンド ウィンドウで、キーを押します、' を入力してください ' キー、VF シーケンスの実習を行います
      3. 。
    3. 型 " Bouncingball_run (' VB ', 600, 53.1、29.8, 0) " コマンド ウィンドウで、キーを押します、' 入力 ' キー、VB のシーケンスの実習を行います
      4. 。
  6. 実験を実施する対象を求めます。IOI の種類と被験者の間でシーケンス型の注文を相殺します
    。 注: 1 つの主題のためのプロシージャです。
    1. 型 " Bouncingball_run (' AT ', 600, 53.1、29.8, 1) " コマンド ウィンドウで、キーを押します、' 入力してください ' 600 ms IOI でシーケンスを実行するためのキー。
      1. 主題は、AT シーケンス内のトーンとの同期、人差し指を使用してキーボードのキーをタップします
        2. 。
    2. 型 " Bouncingball_run (' VF ', 600, 53.1、29.8, 1) " コマンド ウィンドウで、キーを押します、' 入力してください ' 600 ms IOI VF シーケンスを実行するためのキー。
      1. 主題は、点滅のボールと同期の人差し指を使用してキーボード キーのタップに注意してください
        2. 。
    3. 型 " Bouncingball_run (' VB ', 600, 53.1、29.8, 1) " コマンド ウィンドウで、キーを押します、' 入力してください ' 600 ms IOI VB シーケンスを実行するためのキー。
      1. 主題は、弾むボールが最低の位置に移動するときの瞬間と同期の人差し指を使用してキーボード キーのタップ メモ (すなわち バーに触れる).
    4. 型 " Bouncingball_run (' AT ', 900, 53.1、29.8, 1) " コマンド ウィンドウで、キーを押します、' 入力してください ' 900 ms IOI でシーケンスを実行するためのキー。
      1. 主題は、AT シーケンス内のトーンと同期の人差し指を使用してキーボード キーのタップに注意してください
        2. 。
    5. 型 " Bouncingball_run (' VF ', 900, 53.1、29.8, 1) " コマンド ウィンドウで、キーを押します、' 入力してください ' 900 ms IOI VF シーケンスを実行するためのキー。
      1. 主題は、点滅のボールと同期の人差し指を使用してキーボード キーのタップに注意してください
        2. 。
    6. 型 " Bouncingball_run (' VB ', 900, 53.1、29.8, 1) " コマンド ウィンドウで、キーを押します、' 入力してください ' 900 ms IOI VB シーケンスを実行するためのキー。
      1. 主題は、弾むボールが最低の位置に移動するときの瞬間と同期の人差し指を使用してキーボード キーのタップ メモ (すなわち バーに触れる).

4。データ解析のプログラミング

注: データ解析のプログラミング スクリプトで実装済み " BouncingBall_analyze.m " ディレクトリの " BouncingBall " を開くことができます、テキストを使用して編集を編集ソフトウェア。読者は、設定または、次のスクリプト内のコメントを必要に応じて設定を変更できます。生同期データは、一連回タップするのです。 4 , 5 , 10 で詳述されている変数の定期的な同期データを分析するのに円形メソッドを使用します。この議定書が Gan ら で説明するように円形の統計] ツールボックスを (例えば、CircStat ツールボックス 11) を使用して、同期の安定性 (R) を分析するプロシージャを記述するここでは、 4

  1. 同期は通常、安定させるためにいくつかのタップを必要とするため、タップ タップ シーケンスで最初の 5 つのイベントを省略します
    2. 。
  2. 非同期計算。
    1. 各タップ シーケンスのタップの時間と順番が非同期時の結果、対応するイベント発症の時間差としての非同期処理を計算します
      。 注: 各シーケンスの無効なタップを除外する勧めします。無効なタップは、タップを行方不明 (すなわち-1 中タップはありません/2 +1 に/2 イベントの IOI 区間) と複数タップ (すなわち-1 の中に 1 つ以上のタップがある場合/2 +1 に/2 IOI 間隔).
    2. 変換時間 (ms) が非同期時 asynchrony*(360/IOI) で角度 (度) の。単位円の相対位相 (RP) その結果として度をラジアンに変換する関数 circ_ang2rad 11 を使用します
      3. 。
  3. 同期安定性 (R) を計算します。
    1. 各非同期シーケンスの使用機能 circ_var 11 RPs の分散 (S) を計算します
      2. 。
    2. 計算 R R を使用して = 1 - s.
      注: R は 0 (不安定なタップでは等分 RPs) から 1 (RPs の単峰性の分布を完全に安定してタップ) に至るまで、RPs の (すなわち ベクトルの平均) の結果の長さ
      3. 。
    3. シーケンスの種類ごとにその主題のシーケンス型の r 6 試験の RPs の平均値を計算します
      4. 。

5。データ分析を実行する

注: 以下を収集し、上記で紹介した 1 つの主題からのデータの分析であります。データ分析を実行するにを入力して、" Bouncingball_analyze(RecordedFile) " 平均と標準偏差 (SD) の安定性のソフトウェアのコマンド ウィンドウで返します

。
  1. シーケンス IOI で 600 ms の入力 " Bouncingball_analyze (' AT_600_53.1、29.8.mat ') " キーを押します、コマンド ウィンドウで、' を入力してください ' キー
    2. 。
  2. 600 ms IOI VF シーケンスを入力 " Bouncingball_analyze (' VF_600_53.1、29.8.mat ') " キーを押します、コマンド ウィンドウで、' を入力してください ' キー
    3. 。
  3. 600 ms IOI VB シーケンスを入力 " Bouncingball_analyze (' VB_600_53.1、29.8.mat ') " キーを押します、コマンド ウィンドウで、' を入力してください ' キー
    4. 。
  4. シーケンス IOI で 900 ミリ秒を入力 " Bouncingball_analyze (' AT_900_53.1、29.8.mat ') " キーを押します、コマンド ウィンドウで、' を入力してください ' キー
    5. 。
  5. 900 ms IOI VF シーケンスを入力 " Bouncingball_analyze (' VF_900_53.1、29.8.mat ') " キーを押します、コマンド ウィンドウで、' を入力してください ' キー
    6. 。
  6. 900 ms IOI VB シーケンスを入力 " Bouncingball_analyze (' VB_900_53.1、29.8.mat ') " キーを押します、コマンド ウィンドウで、' を入力してください ' キー
    7. 。

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結果

SMS の研究で最も有名な結果の 1 つは、メトロノーム同期視覚フラッシュ1のモダリティ固有のメカニズムを示唆から成るシークエンスよりも、聴覚トーンから成る聴覚シーケンスにはるかに安定しました。SMS2。しかし、最近の研究は、視覚刺激を定期的に移動改善できることを実質的に視覚フラッシュ3,

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ディスカッション

このプロトコルは、メトロノーム同期タスクで均一にさまざまな速度でバウンドするボールを確認する方法を示しています。聴覚音のそれに匹敵する同期性能を与え、弾むボールかどうか SMS は、特定のモダリティの現在の研究トピックに対処するため特に重要です。

弾むボールの均一に変化の速度を導入する現在のプロトコルの重要なステップは、同期タスクを実行し...

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開示事項

著者が明らかに何もありません。

謝辞

この作品は、国家自然科学基金、中国の (31371129) によって支えられました。

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資料

NameCompanyCatalog NumberComments
Psychtoolboxhttp://psychtoolbox.org3.0.12
MATLABMathWorks7.11.0 (R2010b)
Adobe PhotoshopAdobe SystemsAdobe Photoshop CS6
computer monitorAOCG2460PQU/BR LCD
headphonePHILIPSSHM6500
computer keyboardDellkb113t
smart phoneAppleiphone6s
IBM SPSS StatisticsIBMIBM SPSS Statistics 21

参考文献

  1. Repp, B., Su, Y. H. Sensorimotor synchronization: A review of recent research (2006-2012). Psychon. Bull. Rev. 20, 403-452 (2013).
  2. Patel, A. D. The Evolutionary Biology of Musical Rhythm: Was Darwin Wrong? PLoS Biol. 12, e1001821(2014).
  3. Hove, M. J., Spivey, M. J., Krumhansl, C. L. Compatibility of motion facilitates visuomotor synchronization. J. Exp. Psychol. Hum. Percept. Perform. 36, 1525-1534 (2010).
  4. Gan, L., Huang, Y., Zhou, L., Qian, C., Wu, X. Synchronization to a bouncing ball with a realistic motion trajectory. Sci. Rep. 5, 11974(2015).
  5. Iversen, J. R., Patel, A. D., Nicodemus, B., Emmorey, K. Synchronization to auditory and visual rhythms in hearing and deaf individuals. Cognition. 134, 232-244 (2015).
  6. Hove, M. J., Fairhurst, M. T., Kotz, S. A., Keller, P. E. Synchronizing with auditory and visual rhythms: An fMRI assessment of modality differences and modality appropriateness. NeuroImage. 67, 313-321 (2013).
  7. Iversen, J. R., Balasubramaniam, R. Synchronization and temporal processing. Curr. Opin. Behav. Sci. 8, 175-180 (2016).
  8. Repp, B. Rate Limits of Sensorimotor Synchronization. Adv. Cogn. Psychol. 2, 163-181 (2006).
  9. BouncingBall. , http://csclab.sysu.edu.cn/Publications/BouncingBall_Program.html (2017).
  10. Fisher, N. I. Statistical Analysis of Circular Data. , Cambridge University Press. (1993).
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  12. Patel, A. D., Iversen, J. R., Chen, Y., Repp, B. H. The influence of metricality and modality on synchronization with a beat. Exp. Brain Res. 163, 226-238 (2005).
  13. Dalla Bella, S., Sowiński, J. Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks. J. Vis. Exp. , (2015).
  14. Wu, X., Ashe, J., Bushara, K. O. Role of olivocerebellar system in timing without awareness. Proc Natl Acad Sci U S A. 108, 13818-13822 (2011).
  15. Arias, P., Cudeiro, J. Effects of rhythmic sensory stimulation (auditory, visual) on gait in Parkinson's disease patients. Exp Brain Res. 186, 589-601 (2008).
  16. Hove, M. J., Suzuki, K., Uchitomi, H., Orimo, S., Miyake, Y. Interactive Rhythmic Auditory Stimulation Reinstates Natural 1/f Timing in Gait of Parkinson's Patients. PLoS ONE. 7, e32600(2012).

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