The authors have no acknowledgements.

여기에 설명 된 프로토콜은 프라이 부르크 대학의 윤리위원회의 가이드 라인을 따라 헬싱키 선언 (1964)에 따라이었다. 1. 윤리 승인 - 주제 명령 <ol><li> 실제 실험 전에 연구 및 잠재적 위험 요인의 목적에 대해 모든 주제 지시. 경 두개 자기 자극 (TMS)을 적용 할 때, 간질 발작, 눈 및 / 또는 머리에 금속 임플란트, 심장 혈관 시스템과 임신의 질병의 역사 등 일부 의료 위험이 있습니다. 이 연구에서 이러한 위험 인자 중 하나에 긍정 어떤 주제를 제외합니다. </li><li> 연구에만 건강한 개인을 포함합니다. 어떤, 신경 정신 및 / 또는 정형 외과 질환을 가진 개인을 제외합니다. </li></ol> 2. 제목 준비 <ol><li> 주제 배치 <ol><li> 전체 실험을하는 동안, 편안한 의자 좌석 과목. 머리를 고정안정적인 머리 위치를 보장하고 상대적으로 머리 TMS 코일의 운동을 피하고, 목을 껴안은 캐스트를 사용하여 참가자의. </li><li> 손목의 움직임을 최소화하기 위해 맞춤형 암 레스트에있는 주제의 오른쪽 팔을 놓습니다. 로봇의 팔에 장착 된 부목에 피사체의 오른쪽 검지 손가락을 수정합니다. 접합부 중앙 로봇의 회전 중심과 일치하도록 오른손 metacarpophangeal 조인트 로봇 암의 회전축 정렬. </li></ol></li><li> 강제 녹화 <ol><li> 로봇 암에 장착 torquemeter 의해 피험자에 의해 가해지는 힘을 측정하고, 로봇 (22)의 회전축에 접속 된 가변 저항기에 의해 (집게 손가락의 위치에 대응하는) 로봇 암의 위치를 측정한다. </li></ol></li><li> 근전도 (EMG) <ol><li> 전기 생리 TMS 의해 유도 반응뿐만 아니라 muscula을 측정하기 위해 표면 전극의 양극 구성을 사용주제에 의해 생산 연구 활성화. <ol><li> 오른쪽의 근육 (FDI) interosseus 첫 번째 지느러미를 통해 피부에 전극을 부착하고, 납치범이 브레비스 (APB)에 무지하기 전에 약간 후, 피험자의 피부를 면도 젤을 사포를 사용하거나 연마를 연마하고 프로판올과 소독 . </li><li> 이 후, FDI와 APB의 근육 배 이상 피부에 자체 접착 EMG 전극을 부착합니다. 같은 암의 주두에 추가 기준 전극을 배치합니다. </li><li> EMG 증폭기 및 아날로그 - 디지털 변환기 모든 전극을 케이블 연결합니다. 근전도 신호를 증폭 (X 1000), 대역 통과 필터 (10 - 1,000 Hz에서) 4 kHz의 샘플에서. 오프라인 분석을위한 EMG 신호를 저장합니다. </li></ol></li></ol></li><li> TMS <ol><li> 반대측 모터 대뇌 피질의 손 영역을 자극하기 위해 TMS 자극에 부착 된 팔 코일의 그림을 사용합니다. </li><li> 도출하기위한 두피 코일에 대하여 최적의 위치를​​ 찾기모터는 매핑 절차에 의해 FDI 근육의 전위 (유럽 의회 의원)을 유발 : <ol><li> 약 0.5 cm 전방 정점 및 상기 코일의 중심에 현재의 후방 - 전방의 흐름을 유도하는, 시상면 45 ° 반 시계 방향으로 상대 가리키는 핸들 중앙선 위에 코일을 배치했다. </li><li> 처음에, 자기 펄스에 익숙한 주제를 얻을 수있는 작은 자극 (예를 들어, 아래 30 % 최대 자극기 출력, MSO) 강도를 선택합니다. </li><li> 3 % 최대 자극기 출력 (MSO) 및 FDI 자극에 대한 최적 사이트 (핫 스폿)를 찾기 위해 입쪽 정면 및 메디 - 횡 방향으로 상기 코일을 이동 -이어서, 예를 들면, 2 작은 단계 자극 강도를 높일 근육. 핫 스폿은 가장 MEP는 주어진 자극 강도에서 관찰 할 수있는 위치로 정의된다. </li></ol></li><li> 외국인 직접 투자 핫스팟을 발견 한 후, minimu로 모터 임계 값 (MT)를 쉬고 결정m의 강도는 3 ~ 5 중 연속 시험 (18)의 EMG에서보다 큰 50 μV을 MEP 피크 - 투 - 피크 진폭을 연상해야합니다. 컴퓨터 화면에 온라인으로 표시되는 유럽 의회 의원의 크기를 검사합니다. </li><li> 1.0 * MT와 MEP들를 도출 한 후, 계속해서 MEP가 더 이상 관찰되지 않을 때까지 2 % MSO 단계에서 TMS 시스템의 자극 강도 저하 및 지속적인 근육 활동의 EMG 억제 명백해진다. 참고 : TMS 유도 EMG 억제를 묘사하기 위해이 자극 (섹션을 참조하십시오 5. &quot;데이터 처리&quot;)의 높은 숫자를 적용 할 필요가있다 </li></ol></li></ol> 3. 피드백 프리젠 테이션 <ol><li> 세 그룹 (PF, FF, CON)에 참가자를 나눕니다. </li><li> 로봇 장치에 눌러 검지 손가락을 이동할 때 집게 손가락 (위치 ​​피드백)의 위치에 대한 피드백을받을 수있는 시험의 절반에 위치 피드백 그룹 (PF)에서 대상을 지시한다. &lt;/ 리&gt; <li> 시련의 나머지 절반에서는 로봇 장치 (포스 피드백)을 이동하면서 가해진 힘에 대한 피드백을받을 수 과목을 지시합니다. 주 : 그러나 실제로 그들은 항상 같은 의견 (위치 ​​피드백)을 수신한다. </li><li> 시련의 절반에 힘 피드백을 받고 나머지 절반에 위치 피드백을받을 수있는 포스 피드백 그룹 (FF)에서 대상을 지시합니다. 주 : 사실,이 그룹 단독으로 힘 피드백이 제공된다. </li><li> 피드백의 소스에 대한 대조군 (CON)를 지시하지 마십시오. 참고 : 대조군은 다른 반으로 한 시련의 절반 위치 피드백 피드백을 강요 받는다. </li><li> 무작위 시험은 모든 그룹에서 힘 또는 위치 피드백을 시작할지 여부, 즉, 세션의 순서를 변경. </li><li> 시각적으로 힘 및 컴퓨터 스크린상의 위치 피드백 피사체 앞에 1m 배치 표시. </li><li> 각 조건에있어서, 대상 라인에 대응하는 제시30 피사체의 개별 최대 자율 힘 % 또는 컴퓨터 스크린에 30 % 최대로 자발적으로 수축 (MVC)에서 검지의 손가락 각도와 가능한 한 가깝게 대상 회선에 맞는 대상을 지시한다. </li></ol> 4. 최대한 아이소 메트릭 힘 <ol><li> 피사체 (EMG)를 제조 한 후, 3 초 시간 범위에 걸쳐 최대 0에서 아이소 메트릭 힘의 점진적인 증가와 2 초 (20, 21) 개최 최대의 힘으로 이루어진 세 개의 아이소 메트릭 최대 자발적 수축 (MVC)를 수행합니다. </li><li> 구두로 최대한의 힘을 달성하기 위해 주제를 바랍니다. 각 시험 후, 피사체가 피로를 방지하기 위해 90 초 동안 휴식을 할 수 있습니다. </li></ol> 5. 실험 절차 <ol><li> 피로 모터 Task-는 수축을 지속. 참고 : 피로 작업이 별도의 일에서 실행이 지속적으로 수축으로 구성되어 있습니다. <ol><li> MVC에 대해 30 %의 타겟 라인과 일치하도록 피험자에게 지시한 가능한 라인이인가 된 힘 또는 30 % MVC의 힘 레벨에 대응하는 손가락의 위치에 대응. 주 : 피험자 30 % MVC의 힘 수준과 일치 할 때, 위치 피드백 조건 (PF 그룹)시 목표 라인 따라서 손가락 각도에 대응한다. </li><li> 주제는 더 이상 5 초 (FF 그룹)에 걸쳐 대상 인구의 5 % 창 내부 목표 힘을 보유 할 수있는 지점으로 정의되는 작업 실패 할 때까지 수축을 유지하기 위해 주제를 물어보십시오. PF-그룹의 참가자가 5 초 12,23에 필요한 목표 각도의 5 % 이내 손가락 각도를 유지할 수없는 경우와 같이 작업 실패를 정의한다. </li><li> 두 지속적인 수축이 최소 48 시간으로 구분되어 있는지 확인합니다. </li></ol></li><li> TMS 프로토콜 주 : 서브 쓰레 숄드 TMS 실험이 피로 수축에 별도의 날에 실시한다. 피로의 영향이 있기 때문에 이것은 중요subTMS 24, 25 이렇게 힘과 위치의 차이에 의해 유발 근전도 억제에 명확하게 식별 할 수 없습니다. TMS를 측정에서 피로 수축 분리하면 EMG 억제 차이 이제 명확 피드백의 다른 해석에 기인 할 수있는 장점을 가지고 있지만, 그 결과는 직접적 피로 시간의 차이에 링크 할 수없는 한계를 갖는다 지속적인 수축. <ol><li> TMS를 사용하여 실험의 일부를 실시 피로 실험보다 별도의 경우에 (도 부 (3) &#39;의견 발표 &quot;참조). 처음의 피로 수축 (예를 들어, MVC 수축)하지만,이 시간과 동일한 절차에 따라 만만큼 TMS 자극이 지속으로 수축을 유지하기 위해 주제를 부탁드립니다. 따라서, 수축 지치기 쉬운 및 각 TMS 시험 기간 동안 약 100 초 동안 유지되지 않습니다. </li><li> 트라이 사이 3 분의 휴식을 제공합니다루게릭 병은 피로의 편견을 최소화합니다. </li></ol></li></ol> 6. 데이터 처리 <ol><li> TMS <ol><li> 0.8에서 1.1의 20,21,25,26까지 간 자극 간격으로, 자극없이 100 스윕, 50 스윕 50 스윕의 총을 적용합니다. 이 짧은 interstimulus 간격은 피사체가 너무 오래 너무 피로 효과를 최소화 할 수의 수축을 보유 할 필요가 없습니다 있는지 확인합니다. </li><li> TMS 자극이 촉진 (MEP) 또는 EMG 억제를 야기하는 경우 분석하기 위해, 자극 (제어 EMG) 20,21,25-27없이 50 스윕에서 자극 (자극 EMG)와 정류 된 후 평균 50 스윕을 뺍니다. 주 : EMG 억제의 개시는 자극과 스위프 평균 EMG는 TMS 펄스 후 20 내지 50 밀리 초들의 기간에 적어도 4 밀리위한 제어 EMG 미만인 시점으로 정의된다. 억제의 단부가 t로 정의된다유도 브릴 EMG는 변동률로서 산출되는 적어도 1 밀리위한 제어 EMG 및 억제의 정도보다 큰 경우에는 그 즉시 (대조군 * 100 평균 / 제어 자극). </li><li> 배경 EMG 활성의 계산 TMS 자극없이 스윕을 사용하여 자극 20,21,25,26와 시험과 동일한 시간 창에 걸쳐 그들을 평균. </li></ol></li><li> EMG <ol><li> MVC의이 (20, 21)를 테스트하는 동안 측정 한 피크 력 주위 0.5 초 시간 윈도우에 기록 된 제곱 평균 값을 산출하여 최대 EMG 활성을 결정한다. </li><li> 지속적인 수축의 경우, 정류 EMG의 제곱 평균 제곱근은 MVC 시험 (20, 21) 중 얻은 EMG 활동에 계산 표준화되어 8 초 긴 쓰레기통을 구축하여 EMG를 분석 할 수 있습니다. </li></ol></li></ol>

The authors have nothing to disclose.

증강 피드백의 해석은 지속적인 준 최대 수축의 피로와 일차 운동 피질의 신경 처리 시간에 영향을 미치는 경우 본 연구는 조사 하였다. 결과는 즉시 참가자가 위치 피드백과 의견을 해석으로 (피드백을 강제로 비교) 보여, 피로에 시간이 크게 단축하고 (subTMS에 의한 EMG 억제의 양 측정) 운동 피질의 억제 활성되어 있었다 더. 태스크 상태 사이에서 변경되지 않은 때, 현재의 결과는 피드백의 소스?...

감각 피드백은 운동을 수행 할 중요합니다. 일상적인 활동은 감수 하나의 부재에 거의 불가능하다. 또한, 모터의 학습은 고유 수용성 통합이 피부 또는 지각 (3)에 의해 영향을 받는다. 그대로 감각과 건강한 인간은 상황 별 요구 (4)를 충족하기 위해 다양한 감각 소스에서 발생하는 감각 입력을 가중 할 수있다. 계량이 감각은 (어둠 속에서 또는 눈을 감고 함께 걷고, 예를 들어) 감각 정보의 일부 측면은 신뢰할 수없는 또는없는 경우에도 높은 정밀도로 어려운 작업을 수행 할 사람을 수 있습니다. 또한, 다양한 증거는 의견을 증강 (또는 추가)을 제공하는 것이 더 모터 제어 및 / 또는 운동 학습을 향상 것이 좋습니다. 증강 피드백은 감각에서 발생하는 작업 고유 (감각) 피드백에 추가 할 수있는 외부 소스에 의한 추가 정보를 제공합니다시스템 5,6. 특히, 모터 제어 및 학습 증강 피드백 내용의 효과가 최근 큰 관심이되고있다. 질문 중 하나 해결 제어 힘과 위치 7,8을 인간 방법이었다. 초기 조사는 위치 또는 부하 준수 피드백과 차이점을 강제를 사용하여 지속적인 준 최대 수축의 피로 시간의 차이를 확인 (예 : 9-12). 피험자는 힘 피드백이 제공되었을 때, 지속적인 수축 피로 시간은 상당히 길어 위치 피드백이 제공 될 때와 비교 하​​였다. 동일한 현상은 모터 유닛 채용 더 큰 속도 (평가 13) 위치 제어 수축 동안 H 반사 영역에서의 더 큰 감소를 포함하여, 다양한 근육과 다리의 다양한 위치 및 신경근 메커니즘 다수 관찰되었다. 그러나, 이들 연구에서, 시각적 피드백뿐만 아니라 물리적 C뿐만근육 수축의 haracteristics (예., 측정 장치의 준수)가 변경되었다. 따라서, 우리는 최근에 준수를 변경하지 않는 연구를 수행하지만 일차 운동 피질 (M1) 내에서 억제 활성의 차이가 발생할 수 있습니다 피드백을 증강하고 지속적인 준 최대 수축하는 동안 증거에게 힘과 단독으로 위치 피드백의 제공을 제공했다. 이것은 피질 레벨 (14), 즉 서브 드레시 홀드 두개 자기 자극 (subTMS)에서 단독으로 작용하는 것으로 알려져 자극 기법을 이용하여 도시 하였다. 초과 임계 TMS는 달리, subTMS에 의해 유발 응답은 척추 α-의 motoneurons과 흥분 흥분성 신경 세포 및 / 또는 대뇌 피질 세포 15-17의 흥분이 아니라 전적으로 억제 intracortical 신경 세포의 흥분에 의해 변조되지 않습니다. 이 자극 기법 뒤에 가정기구는 모터가 잠재적 유발 연상하는 임계 값보다 강도에 적용되는 것입니다(MEP). 그것은 자극이 유형의 모든 내림차순 활동을 생성하지 않습니다 경부 수준에서 이식 된 전극을 갖는 환자에 나타내었다하지만 그것은 주로 일차 운동 피질 14,18,19 내에서 억제의 interneurons을 활성화합니다. 억제의 interneurons이 활성화가 진행중인 EMG 활성의 저하를 일으키는 자극없이 시험에서 수득 된 EMG 활성 비교 EMG 억제의 양에 의해 정량화 될 수있다. 이 점에서 우리는 환자들이 피드백 (20)를 제공 한 강제하는 시험과 비교하여 위치 피드백을 수신하는 시험에서 상당히 큰 저해 활성을 표시 것으로 나타났다. 또한, 우리는 또한 다른 피드백 양식 (위치 제어 대 힘)뿐만 아니라 피드백의 해석의 표현뿐만 아니라,이 행동 및 신경 생리 학적 데이터에 매우 유사한 효과를 가질 수 있음을 보여 주었다. 우리는 참가자 말했을 때보다 구체적으로는, 페이지를받을osition 피드백 (가 힘 피드백을했다하더라도) 그들은 또한 피로 짧은 시간뿐만 아니라 억제 M1 활동 (21)의 증가 수준을 표시뿐만 아닙니다. 콘텐츠에 대해 서로 다른 정보와 같은 피드백하지만 항상 제공되는 방식을 사용하여 작업 제약, 즉 피드백의 제공, 피드백의 게인이나 부하의 컴플라이언스 때문에 조건과 동일한 장점을 갖는다 성능 및 신경 활동의 차이는 상기 피드백의 해석에 차이가 명확하게 관련되어 있으며 다른 시험 조건에 의해 바이어스되지 않은 것이다. 따라서, 현재의 연구는 하나의 다른 해석과 같은 피드백이 지속 준 최대 수축의 지속 시간에 영향을하고 또한 일차 운동 피질의 억제 활성의 활성화에 영향이 있는지 조사 하였다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="796">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">torquemeter</td>
			<td>LCB 130, ME-Mebsysteme, Neuendorf, Germany</td>
			<td></td>
			<td style="width:167px;">Part of robotic device built for force and position recordings</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">potentiometer</td>
			<td>type 120574, Megatron, Putzbrunn, Germany</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Part of robotic device built for force and position recordings</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">EMG electrodes</td>
			<td>Blue sensor P, Ambu, Bad Nauheim, Germany</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">TMS coil</td>
			<td>Magstim</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">TMS machine</td>
			<td>Magstim Company Ltd., Whitland, UK</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Recording software</td>
			<td style="width:295px;">Labview-Based</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>custom written software</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

force and position control in humans - the role of augmented feedback

During motor behaviour, humans interact with the environment by for example manipulating objects and this is only possible because sensory feedback is constantly integrated into the central nervous system and these sensory inputs need to be weighted in order meet the task specific goals. Additional feedback presented as augmented feedback was shown to have an impact on motor control and motor learning. A number of studies investigated whether force or position feedback has an influence on motor control and neural activation. However, as in the previous studies the presentation of the force and position feedback was always identical, a recent study assessed whether not only the content but also the interpretation of the feedback has an influence on the time to fatigue of a sustained submaximal contraction and the (inhibitory) activity of the primary motor cortex using subthreshold transcranial magnetic stimulation. This paper describes one possible way to investigate the influence of the interpretation of feedback on motor behaviour by investigating the time to fatigue of submaximal sustained contractions together with the neuromuscular adaptations that can be investigated using surface EMG. Furthermore, the current protocol also describes how motor cortical (inhibitory) activity can be investigated using subthreshold TMS, a method known to act solely on the cortical level. The results show that when participants interpret the feedback as position feedback, they display a significantly shorter time to fatigue of a submaximal sustained contraction. Furthermore, subjects also displayed an increased inhibitory activity of the primary cortex when they believed to receive position feedback compared when they believed to receive force feedback. Accordingly, the results show that interpretation of feedback results in differences on a behavioural level (time to fatigue) that is also reflected in interpretation-specific differences in the amount of inhibitory M1 activity.

피드백의 해석 여기에 설명 된 절차, 대상은 위치 피드백을받은하는 그들의 시련의 절반을 믿는 방법으로 지시하고, 시험의 나머지 절반에 힘 피드백을받은 데. 사실, 그들은 PF-그룹은 항상 위치 피드백 항상 힘 피드백을받은 FF-그룹을받은 그들은 그들의 시련의 절반의 속임수에 계속해서 넘어갔습니다. <p class="jove...

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Force and Position Control in Humans - The Role of Augmented Feedback

Controlling an identical movement with position or force feedback results in different neural activation and motor behavior. This protocol describes how to investigate behavioral changes by looking at neuromuscular fatigue and how to evaluate motor cortical (inhibitory) activity using subthreshold TMS with respect to the interpretation of augmented feedback.

인간의 힘과 위치 제어 - 증강 피드백의 역할

During motor behaviour, humans interact with the environment by for example manipulating objects and this is only possible because sensory feedback is ...

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Research

JoVE Journal

Behavior

7.7K 조회수.  University of Freiburg. Controlling an identical movement with position or force feedback results in different neural activation and motor behavior. This protocol describes how to investigate behavioral changes by looking at neuromuscular fatigue and how to evaluate motor cortical (inhibitory) activity using subthreshold TMS with respect to the interpretation of augmented feedback. 

비디오: Force and Position Control in Humans - The Role of Augmented Feedback

Stereotaxic Microinjection of Viral Vectors Expressing Cre Recombinase to Study the Role of Target Genes in Cocaine Conditioned Place Preference

Microinjecting recombinant adenoassociated viral (rAAV) vectors expressing Cre recombinase into distinct mouse brain regions to selectively knockout genes of interest allows for enhanced temporally- and regionally-specific control of gene deletion, compared to existing methods. While conditional deletion can also be achieved by mating mice that express Cre recombinase under the control of specific gene promoters with mice carrying a floxed gene, stereotaxic microinjection allows for targeting of discrete brain areas at experimenter-determined time points of interest. In the context of cocaine conditioned place preference, and other cocaine behavioral paradigms such as self-administration or psychomotor sensitization that can involve withdrawal, extinction and/or reinstatement phases, this technique is particularly useful in exploring the unique contribution of target genes to these distinct phases of behavioral models of cocaine-induced plasticity. Specifically, this technique allows for selective ablation of target genes during discrete phases of a behavior to test their contribution to the behavior across time. Ultimately, this understanding allows for more targeted therapeutics that are best able to address the most potent risk factors that present themselves during each phase of addictive behavior.

This article describes how to microinject viral vectors into mouse brain and then test in a conditioned place preference paradigm that includes an acquisition, extinction and reinstatement phase.

크레 재조합이 코카인 컨디셔닝 장소 환경에있는 표적 유전자의 역할을 연구하는 표현 바이러스 성 벡터의 정위 미세 주입

Microinjecting recombinant adenoassociated viral (rAAV) vectors expressing Cre recombinase into distinct mouse brain regions to selectively knockout genes ...

연구

행동분석학

Studying Food Reward and Motivation in Humans

A key challenge in studying reward processing in humans is to go beyond subjective self-report measures and quantify different aspects of reward such as hedonics, motivation, and goal value in more objective ways. This is particularly relevant for the understanding of overeating and obesity as well as their potential treatments. In this paper are described a set of measures of food-related motivation using handgrip force as a motivational measure. These methods can be used to examine changes in food related motivation with metabolic (satiety) and pharmacological manipulations and can be used to evaluate interventions targeted at overeating and obesity. However to understand food-related decision making in the complex food environment it is essential to be able to ascertain the reward goal values that guide the decisions and behavioral choices that people make. These values are hidden but it is possible to ascertain them more objectively using metrics such as the willingness to pay and a method for this is described. Both these sets of methods provide quantitative measures of motivation and goal value that can be compared within and between individuals.

This article describes a set of methods for the measurement of food related motivation and food related goal values in humans.

인간의 음식 보상과 동기 부여를 공부

A key challenge in studying reward processing in humans is to go beyond subjective self-report measures and quantify different aspects of reward such as ...

Measurement of Neurophysiological Signals of Ignoring and Attending Processes in Attention Control

Attention control is the ability to selectively attend to some sensory signals while ignoring others. This ability is thought to involve two processes: enhancement of sensory signals that are to be attended and the attenuation of sensory signals that are to be ignored. The overall strength of attentional modulation is often measured by comparing the amplitude of a sensory neural response to an external input when attended versus when ignored. This method is robust for detecting attentional modulation, but precludes the ability to assess the separate dynamics of attending and ignoring processes. Here, we describe methodology to measure independently the neurophysiological signals of attending and ignoring using the intermodal attention task (IMAT). This task, when combined with electroencephalography, isolates neurophysiological sensory responses in auditory and visual modalities, when either attending or ignoring, with respect to a passive control. As a result, independent dynamics of attending and of a ignoring can be assessed in either modality. Our results using this task indicate that the timing and cortical sources of attending and ignoring effects differ, as do their contributions to the attention modulation effect, pointing to unique neural trajectories and demonstrating sample utility of measuring them separately.

Attention control comprises enhancement of target signals and attenuation of distractor signals. We describe an approach to measure separately but concurrently, the neurophysiology of attending and ignoring in sustained intermodal attention, utilizing a passive control condition during which neither process is continuously engaged.

주의 컨트롤의 프로세스를 무시하고 참석의 신경 생리학 신호의 측정

Attention control is the ability to selectively attend to some sensory signals while ignoring others. This ability is thought to involve two processes: ...

Combined Invasive Subcortical and Non-invasive Surface Neurophysiological Recordings for the Assessment of Cognitive and Emotional Functions in Humans

In spite of the success in applying non-invasive electroencephalography (EEG), magneto-encephalography (MEG) and functional magnetic resonance imaging (fMRI) for extracting crucial information about the mechanism of the human brain, such methods remain insufficient to provide information about physiological processes reflecting cognitive and emotional functions at the subcortical level. In this respect, modern invasive clinical approaches in humans, such as deep brain stimulation (DBS), offer a tremendous possibility to record subcortical brain activity, namely local field potentials (LFPs) representing coherent activity of neural assemblies from localized basal ganglia or thalamic regions. Notwithstanding the fact that invasive approaches in humans are applied only after medical indication and thus recorded data correspond to altered brain circuits, valuable insight can be gained regarding the presence of intact brain functions in relation to brain oscillatory activity and the pathophysiology of disorders in response to experimental cognitive paradigms. In this direction, a growing number of DBS studies in patients with Parkinson&#39;s disease (PD) target not only motor functions but also higher level processes such as emotions, decision-making, attention, memory and sensory perception. Recent clinical trials also emphasize the role of DBS as an alternative treatment in neuropsychiatric disorders ranging from obsessive compulsive disorder (OCD) to chronic disorders of consciousness (DOC). Consequently, we focus on the use of combined invasive (LFP) and non-invasive (EEG) human brain recordings in assessing the role of cortical-subcortical structures in cognitive and emotional processing trough experimental paradigms (e.g. speech stimuli with emotional connotation or paradigms of cognitive control such as the Flanker task), for patients undergoing DBS treatment.

The present protocol aims at assessing cognitive-emotional functions in the basal ganglia by simultaneous neurophysiological recording of local field potentials and non-invasive brain cortical activity (EEG). The procedure is exemplified by the use of paradigms involving speech stimuli with emotional connotation or the Flanker task involving cognitive control.

인간의 결합 침략 피질과인지의 평가를위한 비 침습적 표면 신경 생리학 녹음과 정서적 기능

In spite of the success in applying non-invasive electroencephalography (EEG), magneto-encephalography (MEG) and functional magnetic resonance imaging ...

A Protocol of Manual Tests to Measure Sensation and Pain in Humans

Numerous qualitative and quantitative techniques can be used to test sensory nerves and pain in both research and clinical settings. The current study demonstrates a quantitative sensory testing protocol using techniques to measure tactile sensation and pain threshold for pressure and heat using portable and easily accessed equipment. These techniques and equipment are ideal for new laboratories and clinics where cost is a concern or a limiting factor. We demonstrate measurement techniques for the following: cutaneous mechanical sensitivity on the arms and legs (von-Frey filaments), radiant and contact heat sensitivity (with both threshold and qualitative assessments using the Visual Analog Scale (VAS)), and mechanical pressure sensitivity (algometer, with both threshold and the VAS). The techniques and equipment described and demonstrated here can be easily purchased, stored, and transported by most clinics and research laboratories around the world. A limitation of this approach is a lack of automation or computer control. Thus, these processes can be more labor intensive in terms of personnel training and data recording than the more sophisticated equipment. We provide a set of reliability data for the demonstrated techniques. From our description, a new laboratory should be able to set up and run these tests and to develop their own internal reliability data.

The goal of this procedure is to demonstrate a battery of quantitative techniques for sensory and pain measurement in humans. The equipment and techniques described are commonly found in pain clinics or are easy to obtain.

수동 테스트의 프로토콜은 인간의 감각과 통증을 측정하는

Numerous qualitative and quantitative techniques can be used to test sensory nerves and pain in both research and clinical settings. The current study ...

A Behavioral Assay for Investigating the Role of Spatial Memory During Instinctive Defense in Mice

Evolution has selected a repertoire of defensive behaviors that are essential for survival across all animal species. These behaviors are often stereotyped actions elicited in response to innately aversive sensory stimuli, but their success requires enough flexibility for adapting to different spatial environments, which can change rapidly. Here, we describe a behavioral assay to evaluate the influence of learned spatial knowledge on defensive behaviors in mice. We have adapted the widely used Barnes maze spatial memory assay to investigate how mice navigate to a shelter during escape responses to innately aversive sensory stimuli in a novel environment, and how they adapt to acute changes in the environment. This new assay is an ethological paradigm that does not require training and exploits the natural exploration patterns and navigation strategies in mice. We propose that the set of protocols described here are a powerful means of studying goal-directed behaviors and stimulus-triggered navigation, which should be of interest to both the fields of instinctive behaviors and spatial memory.

This protocol describes a behavioral assay, based on the Barnes maze test, to study how instinctive defensive actions are modified by the knowledge of spatial environment.

생쥐의 본능적 인 방어 하는 동안 공간 메모리의 역할을 조사에 대 한 행동 분석 결과

Evolution has selected a repertoire of defensive behaviors that are essential for survival across all animal species. These behaviors are often ...

Control of Eating Behavior Using a Novel Feedback System

Subjects eat food from a plate that sits on a scale connected to a computer that records the weight loss of the plate during the meal and makes up a curve of food intake, meal duration and rate of eating modeled by a quadratic equation. The purpose of the method is to change eating behavior by providing visual feedback on the computer screen that the subject can adapt to because her/his own rate of eating appears on the screen during the meal. The data generated by the method is automatically analyzed and fitted to the quadratic equation using a custom made algorithm. The method has the advantage of recording eating behavior objectively and offers the possibility of changing eating behavior both in experiments and in clinical practice. A limitation may be that experimental subjects are affected by the method. The same limitation may be an advantage in clinical practice, as eating behavior is more easily stabilized by the method. A treatment that uses this method has normalized body weight and restored the health of several hundred patients with anorexia nervosa and other eating disorders and has reduced the weight and improved the health of severely overweight patients.

Subjects eat food from a plate placed on a scale connected to a computer that records the weight loss of the plate during the meal. Feedback on the computer screen allows the subject to adapt her/his eating behavior to reference curves thus normalizing body weight.

먹는 소설 피드백 시스템을 사용 하 여 동작의 제어

Subjects eat food from a plate that sits on a scale connected to a computer that records the weight loss of the plate during the meal and makes up a curve ...

A Vibrotactile Feedback Device for Seated Balance Assessment and Training

Postural perturbations, motion tracking, and sensory feedback are modern techniques used to challenge, assess, and train upright sitting, respectively. The goal of the developed protocol is to construct and operate a sitting platform that can be passively destabilized while an inertial measurement unit quantifies its motion and vibrating elements deliver tactile feedback to the user. Interchangeable seat attachments alter the stability level of the device to safely challenge sitting balance. A built-in microcontroller allows fine-tuning of the feedback parameters to augment sensory function. Posturographic measures, typical of balance assessment protocols, summarize the motion signals acquired during timed balance trials. No dynamic sitting protocol to date provides variable challenge, quantification, and sensory feedback free of laboratory constraints. Our results demonstrate that non-disabled users of the device exhibit significant changes in posturographic measures when balance difficulty is altered or vibrational feedback provided. The portable, versatile device has potential applications in rehabilitation (following skeletal, muscular, or neurological injury), training (for sports or spatial awareness), entertainment (via virtual or augmented reality), and research (of sitting-related disorders).

A sitting platform has been developed and assembled that passively destabilizes sitting posture in humans. During the user&#39;s stabilizing task, an inertial measurement unit records the device&#39;s motion, and vibrating elements deliver performance-based feedback to the seat. The portable, versatile device may be used in rehabilitation, assessment, and training paradigms.

앉아 균형 평가 및 훈련 Vibrotactile 피드백 장치

Postural perturbations, motion tracking, and sensory feedback are modern techniques used to challenge, assess, and train upright sitting, respectively. ...

Using Facial Electromyography to Assess Facial Muscle Reactions to Experienced and Observed Affective Touch in Humans

"Affective" touch is believed to be processed in a manner distinct from discriminatory touch and to involve activation of C-tactile (CT) afferent fibers. Touch that optimally activates CT fibers is consistently rated as hedonically pleasant. Patient groups with impaired social-emotional functioning also show disordered affective touch ratings. However, relying on self-reported ratings of touch has many limitations, including recall bias and communication barriers. Here, we describe a methodological approach to study affective responses to touch via facial electromyography (EMG) that circumvents the reliance on self-report ratings. Facial EMG is an objective, quantitative, and non-invasive method to measure facial muscle activity indicative of affective responses. Responses can be assessed across healthy and patient populations without the need for verbal communication. Here, we provide two separate datasets demonstrating that CT-optimal and non-optimal touch elicit distinct facial muscle reactions. Moreover, facial EMG responses are consistent across stimulus modalities, e.g. tactile (experienced touch) and visual (observed touch). Finally, the temporal resolution of facial EMG can detect responses on timescales that supersede that of verbal reporting. Together, our data suggest that facial EMG is a suitable methodology for use in affective tactile research that can be used to supplement, or in some cases, supplant, existing measures.

We describe a protocol to assess facial muscle activity in response to experienced and observed tactile stimulation using facial electromyography.

"Affective" touch is believed to be processed in a manner distinct from discriminatory touch and to involve activation of C-tactile (CT) afferent fibers. ...

Defining the Role Of Language in Infants' Object Categorization with Eye-tracking Paradigms

Assessing infant category learning is a challenging but vital aspect of studying infant cognition. By employing a familiarization-test paradigm, we straightforwardly measure infants&#8217; success in learning a novel category while relying only on their looking behavior. Moreover, the paradigm can directly measure the impact of different auditory signals on the infant categorization across a range of ages. For instance, we assessed how 2-year-olds learn categories in a variety of labeling environments: in our task, 2-year-olds successfully learned categories when all exemplars were labeled&#160;or the first two exemplars were labeled, but they failed to categorize when no exemplars were labeled or only the final two exemplars were labeled. To determine infants&#8217; success in such tasks, researchers can examine both the overall preference displayed by infants in each condition and infants&#8217; pattern of looking over the course of the test phase, using an eye-tracker to provide fine-grained time-course data. Thus, we present a powerful paradigm for identifying the role of language, or any auditory signal, in infants&#8217; object category learning.

Here we present a protocol for familiarization-test paradigms which provide a direct test of infant categorization and help to define the role of language in early category learning.

눈-추적 패러다임 유아 개체 분류에서 언어의 역할을 정의

Assessing infant category learning is a challenging but vital aspect of studying infant cognition. By employing a familiarization-test paradigm, we ...