この研究は、ダニエル・R・パーズジーックとサンドラ・R・ワックスマン（R01HD083310）にNIHの助成金にNSF大学院研究フェローシップによってサポートされていました。

以下の手順は、ノースウェスタン大学の治験審査委員会によって承認されたインフォームドコンセントは、すべての乳幼児の養育者から入手しました。私たちは、英語11、17に50％以上の暴露と環境で育てられた乳児を募集しました。すべての実験で幼児が最初の我々はキツネザルの発声または後方スピーチのいずれかへの露出を操作しているサウンドトラックに耳を傾け、彼らはその後、オブジェクトの分類作業に参加しました。どのような幼児にわたって変化していた（a）は、彼らが露光操作に聞いた信号の種類と分類タスク（キツネザルの発声または後方スピーチのいずれか）と（b）の露光相の範囲（ラボで短時間の曝露または長時間の暴露のいずれか家に）。すべての乳児の場合は、分類タスクは、研究室で行われました。 1.材料<ol><li> 露光操作を作成する方法<ol><li>キツネザルの発声の8つの別個のサンプルと後方音声の8つの異なるサンプル、持続時間が各2〜4秒を選択します。一緒に、8つのサンプルは、各音響信号の30秒を得なければなりません。キツネザルおよび逆方向音声セグメントは期間中可能な限り厳密に一致していることを確認し（ 例えば 、〜持続時間3秒）と平均周波数（ 例えば 、〜300ヘルツ）のために。 <ol><li>キツネザルの発声を得るためには、動物の発声のデータベースを検索したり、動物の発声を収集し、研究者に問い合わせてください。 </li><li>後方音声セグメントを作成するには、（1）幼児向けの演説の中で研究助手を話す〜3秒の文章を記録し、（2）一時的に（：効果&gt;リバースのAudacityで）逆に、ラップトップおよびソフトウェア・プログラム（ 例えば 、Audacityで）を使用します各音声素片。 </li></ol></li><li> 4分より長い古典器楽の曲を選択してください。ここでは、Cマイナー、オペアンプ18第4号でベートーベンの弦楽四重奏の最初の4分を使用した：III。Menuetto。 </li><li>持続時間が約4分で作品の一部を選択（ハイライトと作品の残りの部分を削除）：（[ファイル]&gt; [インポートのAudacityで）音楽をインポートするオーディオ編集ソフトウェアプログラム（ 例えば 、Audacityで）を使用します。 <ol><li>音楽のサウンドトラックに（ すなわち 、コピー＆ペースト）8つの選択された各タイプのセグメント（キツネザルの発声または逆方向音声）を挿入することによって、2つの異なるサウンドトラックを作成します。 </li><li> 「キツネザル」のサウンドトラックを作成するには、同じソフトウェア・プログラム（ 例えば 、Audacityで）で8キツネザルの発声音ファイルを開くと、音楽と、ファイルにそれらを挿入します。 <ol><li>そのためには、全体のキツネザルの発声を強調表示し、&gt; [コピーを編集した音楽ファイルにカーソルを置き、そして&gt; [貼り付けを編集するためにナビゲートするために移動します。サウンドトラック全体に不規則な間隔で発声を挿入します。音楽の句境界でそれらを置かないでください。 inserti、各キツネザルの発声のためにこれを2回行いますNO 2人の同一の発声が連続して発生しないことを確実にするpseudorandomizedためにそれらをngの。一緒に、これは（キツネザルの発声の1分間が散在音楽の4分）、5分間のループをもたらします。 </li><li>全体のサウンドトラックが約10分続くように、この5分のサウンドトラックを繰り返します。そのためには、全体の5分のセクションを強調表示し、[編集]&gt; [コピー] 5分間のセクションの末尾にカーソルを置き、そして&gt; [貼り付けを編集するためにナビゲートするために移動します。 </li></ol></li><li> 10分「下位スピーチ」サウンドトラックを作成するために、同じpseudorandomized順序を使用して、逆方向音声の選択されたセグメントとキツネザルのサウンドトラックの各キツネザルの発声を交換してください。 </li></ol></li></ol></li><li> 分類タスクを作成する方法 <ol><li>ビジュアル素材：手で線画の2セットを作成します。各セットにおいて、（ここで、恐竜と魚の9つの異なる図面の9つの異なる図面を使用して）同一のオブジェクトカテゴリの9つのメンバーを含みます。 differenを使用してください各所与のカテゴリ内描画するための明るい色をTです。コンピュータにこれらの図面をスキャンし、画像ファイルとして保存します。図面は、試験した年齢で幼児になじみのないオブジェクトでなければならないことに注意してください。 </li><li>音響材料は、一のキツネザルの発声と露光操作（1.1.3）のいずれかに含まれていなかった後進1つの音声素片を選択します。持続時間にわたって可能な限り厳密にキツネザルおよび逆方向音声セグメントと一致する（ 例えば 、〜持続時間3秒）と平均周波数（ 例えば 、〜300ヘルツ）。 </li><li>プログラムの習熟フェーズとテストフェーズを含んMATLABでの作業。このタスクは、乳児の前に5フィートスクリーンによって5フィート上に投影されます。 <ol><li>プログラム単一のカテゴリ（ 例えば 、8匹の恐竜、それぞれ異なる色）から視覚的標本の8が順次現れるように習熟段階。各標本は、交互に、右または画面の左側のいずれかで、20秒間表示されます。クリートE 2つの異なるバージョンが、（それぞれ「キツネザル」および「下位スピーチ」条件）下音響刺激の一つとそれぞれ習熟標本をペアリング。両方の条件では、音響刺激は、各習熟裁判に二回行われるべき。視覚的な模範は10秒後に再び現れ、そしてときに一度。 <ol><li>キツネザルの状態では、それぞれの習熟見本プログラムは、キツネザルの発声と同時に表示されます。 </li><li>逆方向音声状態において、プログラムは、各習熟標本は、後方音声セグメントと同時に表示されています。 </li></ol></li><li>テストフェーズ中に、馴染みのカテゴリ（ 例えば 、別の恐竜）、および他のカテゴリからの標本（ 例えば 、FISH）から9 番目の標本を提示します。これら2枚の画像は色が同一と20秒間静かに（一方は右に提示し、画面の左側に他の）同時に提示されるべきです。 </li></ol&gt; </li><li>分類タスクのプログラミングでは、カウンタバランスは、（1）新規かつ馴染みのテスト画像が表示された習熟段階、第習​​熟画像が表示された（2）側、及び（3）側の間に提示されるカテゴリ。 </li></ol></li></ol> 2.一般的な手順<ol><li> 暴露相 <ol><li>静かなエリアにある介護者またはそのラップで近い幼児を置きます。 （幼児から1~4フィートから）乳児の視野範囲内にラップトップまたはタブレットを置き。 </li><li>キツネザルや後方スピーチのサウンドトラックのいずれかを提示するためにノートパソコンやタブレットを使用してください。 </li></ol></li><li> 分類タスク <ol><li>研究室における半暗く試験室で、5フィートスクリーンによって椅子に5フィートから4フィートに介護者を着座。分類タスクと、（2）projeを表示する（1）画面にMATLABでプログラム分類タスクにラップトップを接続します画面上にタスクを投影しますCTOR。 </li><li>前向き、介護者の膝の上に幼児を着席。 </li><li>どのような方法で、乳児の行動に影響を与える避けるために、介護者に指示します。具体的には、静かなままで、まだタスクの期間を通じて、ガイドとしての正中線を使用して、彼らの幼児を中心に保つためにそれらを指示します。彼らは視覚的な資料を見ることができないことを保証するためにブラックアウト眼鏡で介護を提供します。 </li><li>プロジェクターの電源をオンにします。 </li><li>タスク全体の幼児の行動をキャプチャする録画機器の電源をオンにします。 </li><li> MATLABで「ファイル名を指定して実行」を押して、分類作業を開始します：幼児はキツネザルのサウンドトラックや幼児が後方スピーチのサウンドトラックにさらされた場合、下位スピーチ条件にさらされた場合、キツネザルの条件を提示。 </li></ol></li><li> コーディング（分類タスクのみ） <ol><li>コード発症し、各乳児のルのオフセットフィートとの両方の習熟やテスト段階で右に見えます。 </li><li> （1）習熟手本未満の6を見て、幼児を除外します。 （2）習熟相の40％未満の間に見えます。また、親の干渉、実験誤差や技術的な障害が発生した場合、乳児を除外、またはテストでその性能は平均から2 SDよりも大きい場合。 </li></ol></li><li> 分析 <ol><li>習熟段階のために、合計を各乳児に習熟オブジェクトを見た時間の量を計算します。 </li><li> （新規のテスト画像に対する全ルッキング時間）/（両方のテスト画像に対する全ルッキング時間）：テスト段階のために、それぞれの乳児のための嗜好度を算出します。 </li></ol></li></ol> 3.実験1：キツネザル発声への短時間の曝露<ol><li> 参加者 <ol><li>生後6〜7ヶ月で14人の幼児を募集。 </li></ol></li><li> 手順 <ol><li>目を招待静かで、快適なお部屋への電子の介護者と幼児。私たちの研究室では、この部屋には、試験室に隣接しています。 </li><li>露出操作：画面上の音楽ビジュアライザ（ 例えば 、iTunesの）存在し、一度キツネザルのサウンドトラックを再生します。 </li><li>分類タスク：サウンドトラックが終了すると、試験室に介護者や幼児を導きます。分類タスク（キツネザル条件）を開始します。 </li></ol></li></ol> 4.実験2：後方スピーチへの短時間の曝露<ol><li> 参加者 <ol><li>実験1と同じ。 </li></ol></li><li> 手順 <ol><li>静かで快適な部屋に介護者や幼児を招待。 </li><li>露出操作：画面上に存在ミュージックビジュアライザで、一度後方スピーチのサウンドトラックを再生します。 </li><li>分類タスク：サウンドトラックが終了すると、試験室に介護者や幼児を導きます。 （Backwaを分類タスクを開始しますRDスピーチ条件）。 </li></ol></li></ol> 5.実験3：キツネザル発声への長期暴露<ol><li> 参加者 <ol><li>年齢の4.5ヶ月で14人の幼児を募集。 </li></ol></li><li> 手順 <ol><li>電話で、6週間の長い研究に参加するために介護者を招待。研究では、音楽やキツネザルの発声（ すなわち 、キツネザルのサウンドトラック）の2分の8分が含まれている10分のサウンドトラックに、自宅で、彼らの幼児を公開するためにそれらを必要としていることを説明します。研究では、幼児が4.5ヶ月で、乳児は生後6ヶ月の時に終了時に始まり、6週間続くことを説明します。 </li><li>この正確なテーパスケジュール7、8、18を介護者に提供<ol><li>週1：毎日、一日一回、乳児へのサウンドトラックを再生します。 </li><li> 2週目：1日おきに1回、乳児へのサウンドトラックを再生します。 </li><li&gt;の第3週：週の間に幼児3回のサウンドトラックを再生します。 </li><li>週4-6：週の乳児への2回のサウンドトラックを再生します。 </li></ol></li><li> 6週間の露光操作を通して露光操作の忠実性を確保するために、介護者との（a）は6週間の期間を通して、すべての段階で自分の役割を概説し、（B）にそれぞれ日付と時刻を記録するためにそれらを要求すること、オンラインでインタラクティブなドキュメントを共有しますこれは彼らの乳児へのサウンドトラックを果たしました。 </li><li>介護者が従事してトラックに保つために電話かメールで毎週のリマインダを送信します。 </li><li>週5時には、次の週（週6）のための研究室訪問をスケジュールします。幼児は2〜4日、スケジュールのラボ訪問の前に、サウンドトラックに耳を傾ける必要があることを介護者に指示し、乳児はサウンドトラックのいずれかの日か、彼らの訪問の前日に耳を傾けてはいけません。 注：ラボの訪問では、何の露光操作がない：乳児はExperimenから分類タスクにのみ参加しますT 1（キツネザル条件）。 </li></ol></li></ol>

<ol>
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著者は、開示することは何もありません。

ここでは、乳児期早期における音とコア認知プロセスをリンクに経験の役割を調べるための手順の概要を説明します。私たちの組み合わせの実験はその経験が可能の幅広い初期設定から、信号を指定するために幼児を導くのに中心的な役割を果たしている最初の証拠を文書化し、彼らは最終的に意味の基盤を提供コア概念プロセスに活用します。経験は幼児が最初に認知17?...

人間の幼児は、言語、種として私たちを定義し、基本的に我々の開発を形作る文化的、認知ツールを取得する準備が生まれています。私たちのaltricialityと私たちの強力な学習ストラテジー：学習言語のための私達の能力の中心は、人間開発の2つのユニークな機能です。一緒に、これらの機能は、その環境からの入力に非常に敏感であることを乳幼児ができます早期可塑性の著しい程度のロックを解除します。例えば、乳児はヶ月以内に、彼らはこれらの設定は、排他的にヒト信号1、2、3に狭く、知覚優先ヒトおよび非ヒト霊長類の顔と音声を含むのに十分に広い差別容量のセットで世界に来ません。知覚狭窄のこのプロセスは、2つのカウントに適応である：それは、関連するコミュニケーション信号Rの信号対雑音比を増加させます12;そしてそれは、知覚モダリティ間で情報を統合するための道を開く（ 例えば 、統合の顔や声）4 - -幼児案内しますものは、効率的かつ正確に彼らの複雑な社会の世界をナビゲートするために人間の言語のマルチモーダルな性質のために不可欠な要素です。また、乳幼児の早期可塑性のため、知覚狭窄を防止することができ、または非天然シグナル（ 例えば 、非ネイティブ言語、非ヒトの顔、外国の音楽のリズム）5、6、8への暴露と逆。これは、知覚的狭小化が経験主導型であることを示しています。 しかし、彼らの母国語を習得するために、乳児はその話者の顔や声の調子でより多くを行う必要があります。人間の言語のパワーは密接認知9にリンクされています。信じられないほど、でも生活の最初の年に、乳児はBを持っています単に人間の言葉に耳を傾けオブジェクトカテゴリを形成する幼児の能力、彼らの認知10、11、12のためのビルディングブロックを促進する：言語と認知をリンクするegun。 これは、彼らが言語を聞いている場合、乳児にのみオブジェクトカテゴリを形成することができるということではありません。逆に、研究の十年は、生後1ヶ月で幼児がどんな音13が存在しない状態で、少なくともいくつかのオブジェクトカテゴリを形成することができることを明らかにしました。しかし、すべてのオブジェクトカテゴリは、幼児が形成するためにも同様に簡単です。少し難しいのカテゴリが存在する場合、言語は幼児分類に持ってどのような影響を与える、発見するための強力な機会を提供します。そうするために、研究者は、幼児が（言語のような）他のサポート情報が存在しない場合に識別して、言語（および他の音かどうかを尋ねるするのがより困難であるオブジェクトカテゴリを識別する<html> ）の分類では、乳児に任意の利点を提供します。 このロジックを使用して、言語とオブジェクトの分類間の早期のリンクは非常に若い幼児（ 図 1b）11に対応するように設計された新規性優先パラダイムに記載されていました。このパラダイムは、2つのフェーズがあります。習熟段階の間、全ての乳児は、音と一緒に連続して提示異なるオブジェクト（ 例えば 、恐竜）の一連の画像を表示します。テスト段階では、全ての乳児は沈黙の中で二つの新しい画像を閲覧する：一つは、今ではおなじみのカテゴリ（ 例えば 、他の恐竜）の新しいメンバーであり、その他は、新規カテゴリ（ 例えば 、魚）のメンバーです。テストで幼児探しの時間は、分類の指標となります。幼児が習熟中のカテゴリーを形成した場合、テストでは、彼らは、おなじみの画像から小説を区別する必要があります。幼児がそうしなかった場合、テストでは、彼らはチャンスで実行する必要があります「&gt; 14、15、16。 結果は印象的なされました。ではなくトーンシーケンス- -首尾よく形成された物体カテゴリ11、17 3、4、および6ヶ月、習熟時に言語を聞いた乳児で。驚くべきことに、言語は、この認知優位性を発揮する音だけではありません：3と4ヵ月の時点で、ヒト以外の霊長類の発声を聞いて（マダガスカル、青い目のキツネザル：Eulemurはflavifronsをマカコ ）人間の発声17と同じ認知利点を与えます。生後6ヶ月のことで、しかし、乳児は、ヒト発声に、この最初に広範なリンクをチューニングしています。キツネザルの発声は、もはや幼児分類17に有利な効果を発揮しません。 しかし、どのようなメカニズムは、言語をリンクに乳児の増加精度を根底にし、認知？ここでは、乳児の経験の寄与を考慮してください。彼らは当初、特権の信号（ 例えば 、ヒトおよびヒト以外の霊長類発声）とオブジェクトの分類のコア認知プロセスの間のリンクを狭めるとして人間の言語（と発声をキツネザルするリスニング経験の彼らの不足）の乳児の豊富な経験が役割を果たしていますか？確かに、我々は言語に乳児の露出を操作することで、これをテストすることはできません。しかし、我々は、キツネザルの発声への露出を操作することができます。私たちは、年齢の6と7ヶ月で幼児に焦点を当てて- 、露出のない状態で、もはやキツネザルの発声やオブジェクトの分類17をリンクしていない乳幼児を。実験1では、我々は、キツネザルの発声に短時間曝露は、この信号と、オブジェクトの分類との間のリンクを維持するためにそれらを許可するかどうかを尋ねます。実験2では、我々は後方スピーチに短時間曝露するかどうかを尋ねる - 一貫オブジェクトcategorをサポートするために失敗した信号をどの年齢17で化-また、オブジェクトの分類を促進します。実験3では、我々は、キツネザルの発声に、より長時間の暴露が彼らの最初に、広範なリンクを維持するためにそれらを許可するかどうかを調べ、より厳格なテストへの暴露の質問を置きます。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="586">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Laptop 1</td>
			<td style="width:84px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">Use for presenting exposure soundtrack; preferably using iTunes Visualizer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Laptop 2</td>
			<td style="width:84px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Use for programming and presenting categorization task</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Laptop 3 (optional)</td>
			<td style="width:84px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Use for coding infant looking behavior (can also use one of the above laptops)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Coding software</td>
			<td style="width:84px;">SuperCoder</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Use for coding infant looking behavior</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Video recorder</td>
			<td style="width:84px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Use for recording infants&#39; face (looking behavior during categorization task)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Mixer</td>
			<td style="width:84px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Use for integrating information from the video recorder (infant looking behavior) and the visual stimuli (categorization task)&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">DVD player</td>
			<td style="width:84px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Use for recording the input from the video recorder (infant looking behavior)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Television</td>
			<td style="width:84px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Use for viewing input from mixer (screen-in-screen; categorization task in corner of screen showing infant looking behavior)&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Projector</td>
			<td style="width:84px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Use for projecting visual stimuli of categorization task on screen</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Speakers</td>
			<td style="width:84px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Use for presenting auditory stimuli during categorization task</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Blacked-out sunglasses</td>
			<td style="width:84px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Use for blocking caretaker&#39;s vision during categorization task</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Statistical analysis software</td>
			<td style="width:84px;">R</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Use for analyzing infant looking behavior</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

experience is instrumental in tuning a link between language and cognition: evidence from 6-  to 7- month-old infants' object categorization

出生時、幼児だけでなく、人間の発声を聞い好むが、また認知にこれらの発声をリンクし始めている：年齢の三ヶ月ほどの乳幼児については、人間の言語を聞いてオブジェクトの分類をサポートし、コアの認知能力を。この早熟のリンクは最初は幅広いです：3と4ヵ月の時点で、人間とヒト以外の霊長類の両方の発声は、分類をサポートしています。しかし、6ヶ月で、幼児はリンクを縮小している：人間だけ発声は、オブジェクトの分類をサポートしています。ここでは、私たちの種の発声によってのみ従事してより正確な1、に彼らの曲彼らの当初の広範なリンクとして乳幼児を案内するもの尋ねます。 3つの研究間、我々は経験の効果を検討するための新規の露出パラダイムを使用しています。私たちは、単にヒト以外の霊長類の発声に乳幼児を暴露すると、この信号と分類間の早期確立されたリンクを維持するために幼児を可能にすることを文書化します。対照的に、逆方向音声に乳児を露出する - 信号それはどの年齢で分類をサポートするために失敗した - そのような利点を提供しています。幼児は、 その信号を指定し、当初幅広いセットから、彼らは認知にリンクしていきますよう私たちの調査結果は、初期の経験の力を明らかにする。

（ 図1）上で概説した手順を使用して、我々は、幼児は、特定の音と認知の間のリンクを絞り込むよう曝露の影響をテストするために3つの実験を実行しました。 実験1の結果は、キツネザルの発声に短時間曝露が顕著な効果を持っていたことを明らかにしました。キツネザルの発声に露出七ヶ歳を確実新規テ?...

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Experience is Instrumental in Tuning a Link Between Language and Cognition: Evidence from 6-  to 7- Month-Old Infants' Object Categorization

3-4ヵ月の時点で、人間と非ヒト霊長類発声を聞いては乳児の認知を高め、 6ヶ月で、唯一人間の発声は、この認知優位性を発揮します。私たちは、チューニングアウトに認知しているにリンクするサウンドを幼児が指定したような経験の強力な造形の役割を明らかに露出操作を説明します。

経験がチューニングで言語と認知間のリンクインストゥルメンタルである：6-から7カ月齢の幼児のオブジェクトの分類に証拠

At birth, infants not only prefer listening to human vocalizations, but also have begun to link these vocalizations to cognition: For infants as young as ...

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6.6K ビュー.  Northwestern University.  3-4ヵ月の時点で、人間と非ヒト霊長類発声を聞いては乳児の認知を高め、 6ヶ月で、唯一人間の発声は、この認知優位性を発揮します。私たちは、チューニングアウトに認知しているにリンクするサウンドを幼児が指定したような経験の強力な造形の役割を明らかに露出操作を説明します。 

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P50 Sensory Gating in Infants

Attentional deficits are common in a variety of neuropsychiatric disorders including attention deficit-hyperactivity disorder, autism, bipolar mood disorder, and schizophrenia. There has been increasing interest in the neurodevelopmental components of these attentional deficits; neurodevelopmental meaning that while the deficits become clinically prominent in childhood or adulthood, the deficits are the results of problems in brain development that begin in infancy or even prenatally. Despite this interest, there are few methods for assessing attention very early in infancy. This report focuses on one method, infant auditory P50 sensory gating.
Attention has several components. One of the earliest components of attention, termed sensory gating, allows the brain to tune out repetitive, noninformative sensory information. Auditory P50 sensory gating refers to one task designed to measure sensory gating using changes in EEG. When identical auditory stimuli are presented 500 ms apart, the evoked response (change in the EEG associated with the processing of the click) to the second stimulus is generally reduced relative to the response to the first stimulus (i.e. the response is &#34;gated&#34;). When response to the second stimulus is not reduced, this is considered a poor sensory gating, is reflective of impaired cerebral inhibition, and is correlated with attentional deficits.
Because the auditory P50 sensory gating task is passive, it is of potential utility in the study of young infants and may provide a window into the developmental time course of attentional deficits in a variety of neuropsychiatric disorders. The goal of this presentation is to describe the methodology for assessing infant auditory P50 sensory gating, a methodology adapted from those used in studies of adult populations.

Methods to record auditory P50 sensory gating, a physiological marker of cerebral inhibition which reflects early stages of attention, are described.

Attentional deficits are common in a variety of neuropsychiatric disorders including attention deficit-hyperactivity disorder, autism, bipolar mood ...

行動学

The Crossmodal Congruency Task as a Means to Obtain an Objective Behavioral Measure in the Rubber Hand Illusion Paradigm

The rubber hand illusion (RHI) is a popular experimental paradigm. Participants view touch on an artificial rubber hand while the participants' own hidden hand is touched. If the viewed and felt touches are given at the same time then this is sufficient to induce the compelling experience that the rubber hand is one's own hand. The RHI can be used to investigate exactly how the brain constructs distinct body representations for one's own body. Such representations are crucial for successful interactions with the external world. To obtain a subjective measure of the RHI, researchers typically ask participants to rate statements such as "I felt as if the rubber hand were my hand". Here we demonstrate how the crossmodal congruency task can be used to obtain an objective behavioral measure within this paradigm.
The variant of the crossmodal congruency task we employ involves the presentation of tactile targets and visual distractors. Targets and distractors are spatially congruent (i.e. same finger) on some trials and incongruent (i.e. different finger) on others. The difference in performance between incongruent and congruent trials - the crossmodal congruency effect (CCE) - indexes multisensory interactions. Importantly, the CCE is modulated both by viewing a hand as well as the synchrony of viewed and felt touch which are both crucial factors for the RHI.
The use of the crossmodal congruency task within the RHI paradigm has several advantages. It is a simple behavioral measure which can be repeated many times and which can be obtained during the illusion while participants view the artificial hand. Furthermore, this measure is not susceptible to observer and experimenter biases. The combination of the RHI paradigm with the crossmodal congruency task allows in particular for the investigation of multisensory processes which are critical for modulations of body representations as in the RHI.

We demonstrate how an objective measure can be employed in the widely employed rubber hand illusion paradigm. This measure is obtained by modifying the well-established crossmodal congruency task. This task allows the investigation of multisensory processes which are critical for modulations of body representations as in the rubber hand illusion.

ラバーハンドイリュージョンパラダイムにおける客観行動測定値を得るための手段としてクロスモーダル一致タスク

The rubber hand illusion (RHI) is a popular experimental paradigm. Participants view touch on an artificial rubber hand while the participants' own hidden ...

Transferring Cognitive Tasks Between Brain Imaging Modalities: Implications for Task Design and Results Interpretation in fMRI Studies

As cognitive neuroscience methods develop, established experimental tasks are used with emerging brain imaging modalities. Here transferring a paradigm (the visual oddball task) with a long history of behavioral and electroencephalography (EEG) experiments to a functional magnetic resonance imaging (fMRI) experiment is considered. The aims of this paper are to briefly describe fMRI and when its use is appropriate in cognitive neuroscience; illustrate how task design can influence the results of an fMRI experiment, particularly when that task is borrowed from another imaging modality; explain the practical aspects of performing an fMRI experiment. It is demonstrated that manipulating the task demands in the visual oddball task results in different patterns of blood oxygen level dependent (BOLD) activation. The nature of the fMRI BOLD measure means that many brain regions are found to be active in a particular task. Determining the functions of these areas of activation is very much dependent on task design and analysis. The complex nature of many fMRI tasks means that the details of the task and its requirements need careful consideration when interpreting data. The data show that this is particularly important in those tasks relying on a motor response as well as cognitive elements and that covert and overt responses should be considered where possible. Furthermore, the data show that transferring an EEG paradigm to an fMRI experiment needs careful consideration and it cannot be assumed that the same paradigm will work equally well across imaging modalities. It is therefore recommended that the design of an fMRI study is pilot tested behaviorally to establish the effects of interest and then pilot tested in the fMRI environment to ensure appropriate design, implementation and analysis for the effects of interest.

Transferring a paradigm with a history of use in EEG experiments to an fMRI experiment is considered. It is demonstrated that manipulating the task demands in the visual oddball task resulted in different patterns of BOLD activation and illustrated how task design is crucial in fMRI experiments.

脳イメージングモダリティ間で転送認知タスク：fMRIの研究の作業の設計と結果の解釈のための含意

As cognitive neuroscience methods develop, established experimental tasks are used with emerging brain imaging modalities. Here transferring a paradigm ...

Modulating Cognition Using Transcranial Direct Current Stimulation of the Cerebellum

Numerous studies have emerged recently that demonstrate the possibility of modulating, and in some cases enhancing, cognitive processes by exciting brain regions involved in working memory and attention using transcranial electrical brain stimulation. Some researchers now believe the cerebellum supports cognition, possibly via a remote neuromodulatory effect on the prefrontal cortex. This paper describes a procedure for investigating a role for the cerebellum in cognition using transcranial direct current stimulation (tDCS), and a selection of information-processing tasks of varying task difficulty, which have previously been shown to involve working memory, attention and cerebellar functioning. One task is called the Paced Auditory Serial Addition Task (PASAT) and the other a novel variant of this task called the Paced Auditory Serial Subtraction Task (PASST). A verb generation task and its two controls (noun and verb reading) were also investigated. All five tasks were performed by three separate groups of participants, before and after the modulation of cortico-cerebellar connectivity using anodal, cathodal or sham tDCS over the right cerebellar cortex. The procedure demonstrates how performance (accuracy, verbal response latency and variability) could be selectively improved after cathodal stimulation, but only during tasks that the participants rated as difficult, and not easy. Performance was unchanged by anodal or sham stimulation. These findings demonstrate a role for the cerebellum in cognition, whereby activity in the left prefrontal cortex is likely dis-inhibited by cathodal tDCS over the right cerebellar cortex. Transcranial brain stimulation is growing in popularity in various labs and clinics. However, the after-effects of tDCS are inconsistent between individuals and not always polarity-specific, and may even be task- or load-specific, all of which requires further study. Future efforts might also be guided towards neuro-enhancement in cerebellar patients presenting with cognitive impairment once a better understanding of brain stimulation mechanisms has emerged.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) over the cerebellum exerts a remote effect on the prefrontal cortex, which can modulate cognition and performance. This was demonstrated using two information-processing tasks of varying complexity, whereby only cathodal tDCS improved performance when the task was difficult, but not easy.

小脳の経頭蓋直流電流刺激を使用して変調する認知

Numerous studies have emerged recently that demonstrate the possibility of modulating, and in some cases enhancing, cognitive processes by exciting brain ...

The Modified Hole Board - Measuring Behavior, Cognition and Social Interaction in Mice and Rats

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure multiple dimensions of unconditioned behavior in small laboratory mammals (e.g., mice, rats, tree shrews and small primates). This paradigm is a valuable alternative for the use of a behavioral test battery, since a broad behavioral spectrum of an animal&#8217;s behavioral profile can be investigated in one single test.
The apparatus consists of a box, representing the &#8216;protected&#8217; area, separated from a group compartment. A board, on which small cylinders are staggered in three lines, is placed in the center of the box, representing the &#8216;unprotected&#8217; area of the set-up. The cognitive abilities of the animals can be measured by baiting some cylinders on the board and measuring the working and reference memory. Other unconditioned behavior, such as activity-related-, anxiety-related- and social behavior, can be observed using this paradigm. Behavioral flexibility and the ability to habituate to a novel environment can additionally be observed by subjecting the animals to multiple trials in the mHB, revealing insight into the animals&#8217; adaptive capacities.
Due to testing order effects in a behavioral test battery, na&#239;ve animals should be used for each individual experiment. By testing multiple behavioral dimensions in a single paradigm and thereby circumventing this issue, the number of experimental animals used is reduced. Furthermore, by avoiding social isolation during testing and without the need to food deprive the animals, the mHB represents a behavioral test system, inducing if any, very low amount of stress.

This protocol describes the modified hole board, which is a behavioral test set-up that comprises the characteristics of an open field and a traditional hole board. This set-up enables the differential analysis of unconditioned behavior of small laboratory mammals as well as the analysis of cognitive abilities.

変更された穴会は - マウスとラットにおける行動、認知と社会的相互作用を測定する

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure ...

A Mouse Model of Subchronic and Mild Social Defeat Stress for Understanding Stress-induced Behavioral and Physiological Deficits

Stressful life events often increase the incidence of depression in humans. To study the mechanisms of depression, the development of animal models of depression is essential. Because there are several types of depression, various animal models are needed for a deeper understanding of the disorder. Previously, a mouse model of subchronic and mild social defeat stress (sCSDS) using a modified chronic social defeat stress (CSDS) paradigm was established. In the paradigm, to reduce physical injuries from aggressors, the duration of physical contact between the aggressor and a subordinate was reduced compared to in the original CSDS paradigm. sCSDS mice showed increased body weight gain, food intake, and water intake during the stress period, and their social behaviors were suppressed after the stress period. In terms of the face validity of the stress-induced overeating and overdrinking following the increased body weight gain, the sCSDS mice may show some features related to atypical depression in humans. Thus, a mouse model of sCSDS may be useful for studying the pathogenic mechanisms underlying depression. This protocol will help establish the sCSDS mouse model, especially for studying the mechanisms underlying stress-induced weight gain and polydipsia- and hyperphagia-like symptoms.

Here, methods for developing a mouse model of subchronic and mild social defeat stress are described and used to investigate the pathogenic features of depression including hyperphagia- and polydipsia-like symptoms following increased body weight.

ストレスによって誘発される行動や生理障害を理解するための亜慢性マイルド社会敗北ストレスのマウスモデル

Stressful life events often increase the incidence of depression in humans. To study the mechanisms of depression, the development of animal models of ...

The (Spatial) Memory Game: Testing the Relationship Between Spatial Language, Object Knowledge, and Spatial Cognition

The memory game paradigm is a behavioral procedure to explore the relationship between language, spatial memory, and object knowledge. Using two different versions of the paradigm, spatial language use and memory for object location are tested under different, experimentally manipulated conditions. This allows us to tease apart proposed models explaining the influence of object knowledge on spatial language (e.g., spatial demonstratives), and spatial memory, as well as understanding the parameters that affect demonstrative choice and spatial memory more broadly. Key to the development of the method was the need to collect data on language use (e.g., spatial demonstratives: &#34;this/that&#34;) and spatial memory data under strictly controlled conditions, while retaining a degree of ecological validity. The language version (section 3.1) of the memory game tests how conditions affect language use. Participants refer verbally to objects placed at different locations (e.g., using spatial demonstratives: &#34;this/that red circle&#34;). Different parameters can be experimentally manipulated: the distance from the participant, the position of a conspecific, and for example whether the participant owns, knows, or sees the object while referring to it. The same parameters can be manipulated in the memory version of the memory game (section 3.2). This version tests the effects of the different conditions on object-location memory. Following object placement, participants get 10 seconds to memorize the object&#39;s location. After the object and location cues are removed, participants verbally direct the experimenter to move a stick to indicate where the object was. The difference between the memorized and the actual location shows the direction and strength of the memory error, allowing comparisons between the influences of the respective parameters.

The Spatial Memory Game: Testing the Relationship Between Spatial Language, Object Knowledge, and Spatial Cognition

We present a protocol to explore the relationship between spatial language production, spatial memory, and object knowledge. The procedure allows experimental manipulation of, and control over, conditions of object knowledge, language at instruction, and physical location, thus teasing apart cognitive and linguistic models describing interactions between these variables.

(空間的) メモリ ゲーム: テスト空間言語、オブジェクトの知識と空間認知との関係

The memory game paradigm is a behavioral procedure to explore the relationship between language, spatial memory, and object knowledge. Using two different ...

A High-performance Liquid Chromatography Measurement of Kynurenine and Kynurenic Acid: Relating Biochemistry to Cognition and Sleep in Rats

The kynurenine pathway (KP) of tryptophan degradation has been implicated in psychiatric disorders. Specifically, the astrocyte-derived metabolite kynurenic acid (KYNA), an antagonist at both N-methyl-d-aspartate (NMDA) and &#945;7 nicotinic acetylcholine (&#945;7nACh) receptors, has been implicated in cognitive processes in health and disease. As KYNA levels are elevated in the brains of patients with schizophrenia, a malfunction at the glutamatergic and cholinergic receptors is believed to be causally related to cognitive dysfunction, a core domain of the psychopathology of the illness. KYNA may play a pathophysiologically significant role in individuals with schizophrenia. It is possible to elevate endogenous KYNA in the rodent brain by treating animals with the direct bioprecursor kynurenine, and preclinical studies in rats have demonstrated that acute elevations in KYNA may impact their learning and memory processes. The current protocol describes this experimental approach in detail and combines a) a biochemical analysis of blood kynurenine levels and brain KYNA formation (using high-performance liquid chromatography), b) behavioral testing to probe the hippocampal-dependent contextual memory (passive avoidance paradigm), and c) an assessment of sleep-wake behavior [telemetric recordings combining electroencephalogram (EEG) and electromyogram (EMG) signals] in rats. Taken together, a relationship between elevated KYNA, sleep, and cognition is studied, and this protocol describes in detail an experimental approach to understanding function outcomes of kynurenine elevation and KYNA formation in vivo in rats. Results obtained through variations of this protocol will test the hypothesis that the KP and KYNA serve pivotal roles in modulating sleep and cognition in health and disease states.

Alterations in the kynurenine pathway (KP) neuroactive metabolites are implicated in psychiatric illnesses. Investigating the functional outcomes of an altered kynurenine pathway metabolism in vivo in rodents may help elucidate novel therapeutic approaches. The current protocol combines biochemical and behavioral approaches to investigate the impact of an acute kynurenine challenge in rats.

キヌレニンとキヌレン酸の高速液体クロマトグラフィーによる測定: 認知およびラットの睡眠に関する生化学

The kynurenine pathway (KP) of tryptophan degradation has been implicated in psychiatric disorders. Specifically, the astrocyte-derived metabolite ...

Decomposing the Variance in Reading Comprehension to Reveal the Unique and Common Effects of Language and Decoding

The Simple View of Reading is a popular model of reading that claims that reading is the product of decoding and language, with each component uniquely predicting reading comprehension. Although researchers have argued whether the sum rather than the product of the components is the better predictor, no researchers have partitioned the variance explained to examine the extent to which the components share variance in predicting reading. To decompose the variance, we subtract the R2 for the language-only model from the full model to obtain the unique R2 for decoding. Second, we subtract the R2 for the decoding-only model from the full model to obtain the unique R2 for language. Third, to obtain the common variance explained by language and decoding, we subtract the sum of the two unique R2 from the R2 for the full model. The method is demonstrated in a regression approach with data from students in grades 1 (n = 372), 6 (n = 309), and 10 (n = 122) using an observed measure of language (receptive vocabulary), decoding (timed word reading), and reading comprehension (standardized test). Results reveal a relatively large amount of variance in reading comprehension explained in grade 1 by the common variance in decoding and language. By grade 10, however, it is the unique effect of language and the common effect of language and decoding that explained the majority of variance in reading comprehension. Results are discussed in the context of an expanded version of the Simple View of Reading that considers unique and shared effects of language and decoding in predicting reading comprehension.

Here we present a protocol for decomposing the variance in reading comprehension into the unique and common effects of language and decoding.

言語の一意と共通の効果を明らかにする読解力の分散の分解と復号化

The Simple View of Reading is a popular model of reading that claims that reading is the product of decoding and language, with each component uniquely ...

Novel Object Recognition and Object Location Behavioral Testing in Mice on a Budget

Ethologically relevant behavioral testing is a critical component of any study that uses mouse models to study the cognitive effects of various physiological or pathological changes. The object location task (OLT) and the novel object recognition task (NORT) are two effective behavioral tasks commonly used to reveal the function and relative health of specific brain regions involved in memory. While both of these tests exploit the inherent preference of mice for the novelty to reveal memory for previously encountered objects, the OLT primarily evaluates spatial learning, which relies heavily on hippocampal activity. The NORT, in contrast, evaluates non-spatial learning of object identity, which relies on multiple brain regions. Both tasks require an open-field-testing arena, objects with equivalent intrinsic value to mice, appropriate environmental cues, and video recording equipment and the software. Commercially available systems, while convenient, can be costly. This manuscript details a simple, cost-effective method for building the arenas and setting up the equipment necessary to perform the OLT and NORT. Furthermore, the manuscript describes an efficient testing protocol that incorporates both OLT and NORT and provides typical methods for data acquisition and analysis, as well as representative results. Successful completion of these tests can provide valuable insight into the memory function of various mouse model systems and appraise the underlying neural regions that support these functions.

Here we provide a protocol which includes comprehensive instructions for the economical establishment of murine object location and novel object recognition behavioral testing, including the design, cost, and construction of required equipment as well as execution of behavioral testing, data collection, and analysis.