저자는 Secretaría de Salud de México (HIM / 2011 / 058 SSA. 1009), CONACYT (SALUD-2012-01-182160) 및 DGAPA UNAM (PAPIIT IN109214)에서이 연구에 대한 재정 지원을 인정합니다.

이 프로토콜은 Infantil de México &quot;Federico Gómez&quot;병원의 연구, 윤리 및 안전위원회의 승인을 받았습니다. 1. 행동 사전 테스트 <ol><li> 모든 예상 참가자가 정상 청력 (옥타브 주파수 -8,000 Hz 이상에서 20 dB 청력 레벨 (HL))을 유지하는지 확인하기 위해 표준 순수 톤 청력 검사를 수행하십시오. Edinburgh Handedness Inventory 31 을 사용하여 모든 참가자가 오른 손잡이인지 확인하십시오. </li><li> 간격 시퀀스 생성. <ol><li> 사운드 편집 프로그램을 사용하여 2 옥타브에 걸친 순수 톤, G4-G6을 생성합니다. 참고 : 여기에는 무료 오픈 소스 사운드 편집 소프트웨어 인 Audacity가 설명되어 있습니다. 이 목적을 위해 다른 패키지가 사용될 수 있습니다. <ol><li> 각 음색마다 사운드 편집 소프트웨어에서 새 프로젝트를 엽니 다. </li><li> &quot;Generate&quot;메뉴에서 &quot;Tone&quot;을 선택하십시오. 표시되는 창에서사인 파형, 진폭 0.8, 지속 시간 1 초를 선택하십시오. 원하는 음표에 해당하는 주파수 값을 입력하십시오 ( 예 : A4의 경우 440 Hz). &quot;OK&quot;버튼을 클릭하십시오. </li><li> &#39;파일&#39;메뉴에서 &#39;오디오 내보내기&#39;를 선택하십시오. 열리는 창에서 원하는 오디오 파일 이름을 입력하고 원하는 파일 형식으로 WAV를 선택하십시오. &#39;저장&#39;을 클릭하십시오. </li></ol></li><li> 표 1에 따라 자음 2 개와 불협화음 2 개를 선택하여 각 자음 간격이 불협화음 간격에 가깝도록하십시오. 참고 : 예를 들어, 완벽한 5 번과 1 옥타브의 자음 간격과 증강 된 4 번 (트리톤)의 불협화음 간격과 주요 7 번을 고려하십시오. 이들은 저자가 실시한 연구에서 선택된 간격입니다. </li><li> G4와 G6 사이의 범위에서이 네 개의 간격에 해당하는 모든 가능한 노트 조합을 생성하십시오. <ol><li> each 간격으로 사운드 편집 소프트웨어에서 새 프로젝트를 열고 &quot;파일&quot;메뉴에서 &quot;오디오 가져 오기&quot;를 사용하여 연결될 두 WAV 파일을 가져옵니다. </li><li> 커서를 두 번째 톤 위의 아무 지점에 놓고 클릭하여 선택합니다. &quot;편집&quot;메뉴에서 &quot;모두 선택&quot;을 클릭하십시오. 동일한 메뉴에서 &#39;복사&#39;를 클릭하십시오. </li><li> 커서를 첫 번째 음색 위에 놓고 클릭하십시오. &quot;편집&quot;메뉴에서 &quot;커서를 트랙 끝으로 이동&quot;을 클릭 한 다음 동일한 메뉴에서 &quot;붙여 넣기&quot;를 클릭하십시오. 단계 1.2.1.3에서 설명한대로 오디오를 내 보냅니다. </li></ol></li><li> 무작위 순서 생성기를 사용하여 4 개의 서로 다른 간격이 정확하게 25 배 30 발생하는 방식으로 의사 임의 생성 된 100 개의 간격으로 구성된 시퀀스를 생성합니다. 이를 수행하려면 통계 분석 소프트웨어의 무작위 순열 함수를 사용하십시오 (재료 표 참조). 네 개의 interv를 입력하십시오.인수로서이 프로세스를 25 번 반복하는 루프를 만듭니다. </li><li> 행동 연구 소프트웨어를 사용하여 두 가지 별개의 실행을 생성하십시오. 각 실행에 대해 WAV 형식으로 100 간격의 시퀀스를로드하고 각 간격의 ID를 단일 시도 30에 연결 하십시오. 참고 : 여기서 E-Prime 행동 연구 소프트웨어가 사용됩니다. 다른 동등한 행동 연구 소프트웨어를 사용할 수 있습니다. </li></ol></li><li> 참가자들에게 각 100 개의 간격으로 두 개의 시퀀스를 듣고, 각 시퀀스는 다른 작업과 자체 지침 집합과 관련되어 있음을 설명합니다. 두 번의 달리기에서 유효한 키를 누를 때만 다음 간격이 재생된다는 것을 참가자들에게 알려줍니다. 참고 : 간격 인식 시퀀스가 ​​시작되면 간섭 과정이 중단되어서 모든 참가자가 가능한 한 명확하게 행동해야합니다. <ol><li> 참가자들에게 노트북 컴퓨터 앞에 앉게하십시오.제공된 헤드폰을 착용하십시오. 양질의 헤드폰을 사용하십시오. 각 피사체의 음량을 편안한 수준으로 조정하십시오. </li><li> 여기에 설명 된 행동 연구 소프트웨어를 사용하는 경우 1.2.5 단계에서 작성된 작업을 전자 실행으로 엽니 다. 나타나는 창에서 세션과 제목 번호를 입력하고 &quot;확인&quot;을 클릭하십시오. 세션 번호를 사용하여 각 참가자의 실행을 구별합니다. 참고 : 진행중인 작업에 대한 지침이 화면에 표시되고 작업 자체의 시작이 표시됩니다. <ol><li> 첫째, 2 단계 대안 강제 선택 과제에서 참가자가 듣는 간격이 자음인지 불협화음인지 구분할 수 있습니다. 참가자가 컴퓨터 키보드에서 &quot;C&quot;를 누르고 자음을 보려면 &quot;D&quot;를 누르고 불협화음을 위해서는 &quot;D&quot;를 누릅니다. 참고 : 모든 참가자는 온실에서 음악 교육을받을 것으로 예상되므로 모두 자발적으로 자음과 단호하게 구분할 수 있어야합니다.sonant intervals. 첫 번째 과제는 어떤면에서 이것이 사실 인 것을 확인하는 역할을합니다. </li><li> 둘째, 4 가지 대체 강제 선택 과제에서 참가자들에게 간격을 확인하게하십시오. 참가자들에게 컴퓨터 키보드의 숫자 &quot;4&quot;, &quot;5&quot;, &quot;7&quot;및 &quot;8&quot;을 눌러 각각 4 번째, 5 번째, 7 번째 및 8 번째 악보의 간격을 확인하십시오. </li></ol></li><li> 각 작업이 끝나면 &quot;확인&quot;을 눌러 각 참가자의 결과를 주제 및 세션 번호와 확장자 .edat2로 표시된 개별 E-DataAid 2.0 파일에 자동 저장합니다. </li><li> 통계 분석 소프트웨어 ( 예 : Matlab, SPSS Statistics 또는 오픈 소스 대안)를 사용하여 각 작업의 성공률을 계산합니다 ( 예 : 간격이 자음인지 불협화음인지를 식별 할 때 성공한 백분율 및 int자신과 함께), 개별적으로 그리고 그룹으로 32 . </li></ol></li></ol> 2. fMRI 실험 <ol><li> fMRI 세션 준비. <ol><li> 다시 1.2.3 단계와 동일한 간격의 시퀀스를 생성합니다. 다시 한 번 각각 1 초의 순음을 사용합니다. 참고 : 이제 참가자의 보컬 범위를 고려해야하며 모든 노트는 각 참가자의 노래 범위 내에서 편안하게 떨어 져야합니다. <ol><li> 무작위 순서 생성기를 사용하여 수신 전용 시험을위한 30 개의 간격으로 무작위 순서를 만듭니다 30 . 노래 재판을 위해 참가자들이 특정 간격을 듣고이 대상 간격을 노래하는 목소리와 일치시키는 120 개의 간격으로 의사 랜덤 화 된 순서를 만듭니다. 의사 랜덤 화 된 시퀀스의 경우, 1.2.4 절에서 설명한 것과 동일한 방법을 사용하여 4 개의 간격을 인수로 다시 사용하지만 n이 과정을 30 번 반복하십시오. </li><li> 1.2.5 단계와 동일한 절차를 거쳐 행동 연구 소프트웨어를 사용하여 처음에는 10 회의 침묵 기준선, 10 회 연속 청취 전용 시험, 마지막으로 40 연속 노래 재판으로 구성된 세 가지 별개의 실행을 생성합니다. 참고 :베이스 라인 시도 중에는 네 개의 간격이 무작위 순서로 나타나고 노래 재판 중에는 네 개의 간격이 각 간격이 결국 정확하게 10 번 표시되는 방식으로 의사 임의화된 순서로 나타납니다. 각 시험의 지속 시간은 10 초이므로 하나의 전체 실행은 10 분간 지속됩니다. 각 과목은 3 회의 실험을 거치므로 실험 기간은 30 분입니다. 그러나 참가자가 스캐너에 출입 할 수 있도록하고, 마이크를 설정하고 테스트하는 시간, 해부학 적 스캔을 얻는 시간 및 기능적 실행 사이의 시간에 대해 약 1 시간의 스캐너 시간을 각 참가자에게 할당해야합니다 . </li></ol></li><li> 참가자들에게 2.1.1.2 절에 설명 된대로 시련의 순서를 설명하고 그들이 가질 수있는 의문에 대답하십시오. 참가자들에게 노래 재판 중에 입을 열지 말고 입술을 험하게하고 입술을 계속 유지하면서 &quot;m&quot;소리를 내도록 지시하십시오. </li><li> 비자 성, MR 호환 헤드셋을 노트북에 연결하십시오. 각 피사체의 음량을 편안한 수준으로 조정하십시오. </li><li> 작은 콘덴서 마이크로폰을 차폐 된 꼬인 3 중 케이블을 사용하여 랩탑에 연결된 오디오 인터페이스에 연결하십시오. 참고 : 마이크 전원 공급 장치, 오디오 인터페이스 및 랩톱은 모두 스캐너가있는 공간 밖에 있어야합니다. </li><li> 마이크 주파수 응답을 확인하십시오. 참고 :이 테스트의 목적은 마이크가 스캐너 내부에서 예상대로 작동하는지 확인하는 것입니다. <ol><li> 사운드 편집 소프트웨어에서 새 프로젝트를 시작하고 콘덴서를 선택하십시오.마이크를 입력 장치로 사용하십시오. </li><li> 섹션 1.2.1에서 설명한대로 주파수 및 지속 시간에 적절한 값을 사용하여 10 초 동안 440Hz 테스트 톤을 생성하십시오. </li><li> 노트북의 기본 사운드 재생 소프트웨어를 사용하여 &quot;Play&quot;를 눌러 헤드셋의 안쪽 (머리 받침대 상단)과 바깥 쪽 (조절실)에서 마이크를 통해 테스트 톤을 보내고, 마이크는 측면 사이에 배치합니다 헤드셋의 </li><li> 사운드 편집 소프트웨어에서 &quot;Record&quot;를 눌러 각 위치에 약 1 초의 테스트 톤을 녹음하십시오. </li><li> 각 경우의 &quot;분석&quot;메뉴에서 &quot;플롯 스펙트럼&quot;을 선택하고 각 위치에서 수신 된 신호의 기본 주파수가 440Hz인지 확인하여 스캐너의 내부와 외부의 테스트 톤에 대한 마이크의 응답을 비교하십시오. </li></ol></li><li> 응축기 마이크로폰을 참가자 목에 테이프로 붙이십시오.후두. </li><li> 참가자에게 헤드셋을 착용하게하십시오. 참가자를 자기 공명 (MR) 스캐너에 놓습니다. </li></ol></li><li> fMRI 세션. <ol><li> 세션이 시작될 때 자기 공명 사용자 인터페이스 (MRUI) 소프트웨어 패키지를 엽니 다. MRUI를 사용하여 수집 패러다임을 프로그래밍하십시오. 참고 : 다른 모델간에 인터페이스의 일부 변형이 예상됩니다. <ol><li> 화면 메뉴에서 &quot;환자&quot;옵션을 선택하십시오. 참가자의 이름, 나이 및 체중을 입력하십시오. </li><li> &quot;시험&quot;버튼을 클릭하십시오. 먼저, &quot;머리&quot;를 선택한 다음 사용 가능한 옵션에서 &quot;두뇌&quot;를 선택하십시오. </li><li> &quot;TR&quot;= 10.2 ms, Echo Time (TE) = 4.2 ms, Flip Angle = 90 ° 및 Voxel Size = 1 x와 같은 관련 파라미터에 대해 &quot;3D&quot;를 선택하고 &quot;T1 isometric&quot; 1 x 1 mm 3 . 참고 : 각 참가자에 대해 T1 가중 해부 체적은 be는 해부학 적 참조를 위해 그래디언트 반향 펄스 시퀀스를 사용하여 획득됩니다. </li><li> TE = 40ms, TR = 10s, 획득 시간 (TA) = 3s, TR = 7s의 지연, 플립 (Flip)과 같은 관련 파라미터의 값으로 &quot;프로그램&quot;을 클릭하고 EchoPlanaImage_diff_perf_bold (T2 * 각도 = 90 °, 시야 (FOV) = 256mm 2 , 매트릭스 치수 = 64 x 64입니다. &quot;Dummy&quot;옵션을 사용하여 5 권을 획득하고 총 권 수로 &quot;55&quot;값을 입력하십시오. 참고 :이 값은 그림 1 에 나와 있는 스파 스 샘플링 패러다임에 따라 기능적 T2 * 가중 전체 헤드 스캔을 획득 할 수 있습니다. EPI (echo-planar imaging) &quot;더미&quot;스캔을 수집하고 T1 포화를 허용하기 위해 버려집니다 효과. 일부 MRUI에서 TR 값은 획득이 이루어지는 총 시간으로 간주되므로 3 초가되어야합니다. </li><li> 이 복사물의 사본을 만들려면 &quot;복사&quot;를 클릭하십시오.ence. 시퀀스 목록의 맨 아래에 커서를 놓은 다음 &quot;붙여 넣기&quot;를 두 번 클릭하여 3 개의 연속 된 희소 샘플링 시퀀스를 설정하십시오. </li><li> &quot;시작&quot;을 클릭하여 T1 가중 해부 체적 볼륨 획득을 시작하십시오. </li><li> 단계 2.1.1.2에서 설명한대로 실행과 함께 참가자에게 3 회의 실행을 제시합니다. 스캐너 트리거 상자를 사용하여 스캐너 시작과 동기화를 시작합니다. <ol><li> 1.3.2 절에 설명 된 것과 동일한 절차를 따라 세션 번호를 사용하여 실행을 구분하여 세 번의 실행 중 하나를 시작합니다. 1.3.3 절에 설명 된 것과 동일한 절차를 사용하여 세 번의 전체 실행 결과를 저장하십시오. 참고 : 시범 프리젠 테이션의 타이밍은 체계적으로 ± 500ms 정도 지연됩니다. </li></ol></li></ol></li></ol></li></ol><img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/55419/55419fig1.jpg" /> 그림 1 : S파싱 ​​- 샘플링 디자인. ( A ) 2 톤 간격 (2 초) 만 듣고 관련된 명백한 재현없이 사건이 일어난 시간표. ( B ) 듣고 노래하는 일과 관련된 사건의 시간표. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55419/55419fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 3. 데이터 분석 <ol><li> 표준 절차에 따라 뇌 이미징 데이터 시퀀스 분석을 위해 고안된 소프트웨어를 사용하여 기능 데이터 사전 처리 33 . 참고 : 모든 데이터 처리는 동일한 소프트웨어를 사용하여 수행됩니다. <ol><li> 제공된 메뉴 옵션을 사용하여 이미지를 첫 번째 볼륨으로 다시 정렬하고 표준 몬트리올 신경학 연구소 (MNI) 정위 공간 34 로 다시 샘플링하고 공간적으로 정규화합니다 (최종 보셀 크기 : 2 x 2 x 2mm 3 ). </li&gt; <li> 제공된 메뉴 옵션을 사용하여 등방성, 8mm, FWHM (Full Width at Half Maximum) Gaussian 커널을 사용하여 이미지를 부드럽게 만드십시오. </li><li> BOLD 응답을 모델링하려면 단일 수집 빈도 응답 (FIR)을 기본 기능 (차수 1) ​​또는 음량 획득 시간 (3 초)에 걸친 boxcar 함수로 선택하십시오. 참고 : 이와 같은 스파 스 샘플링 프로토콜은 일반적으로 이벤트 관련 fMRI의 경우와 같이 일반적으로 FIR이 혈역학 적 반응 기능과 컨 벌브 될 필요가 없습니다. </li><li> 각 이벤트의 굵은 응답에 하이 패스 필터를 적용하십시오 ( &quot;노래 네트워크&quot;의 경우 1,000 초, 다른 곳의 경우 360 초). 참고 : 모든 노래 작업을 함께 모델링하면 400 초 단위로 블록됩니다. </li></ol></li></ol>

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</ol>

저자는 아무런 이해 상충이 없다고 선언합니다.

이 작품은 노래가 자음과 불협화음을 만드는 동안 두뇌 활동을 연구하는 수단으로 사용되는 프로토콜을 설명합니다. 비록 노래가 음악 간격 (22) 의 생산을위한 가장 단순한 방법 일 수 있지만, 이는 화음의 생성을 허용하지 않는다. 그러나, 비록 조화 개념의 대부분의 물리적 특성화가 어느 정도는 동시 음의 중첩에 의존하지만, 많은 연구에 따르면 자음 또는 ?...

음악 피치의 특정 조합은 일반적으로 자음으로 인식되며 일반적으로 쾌감과 관련이 있습니다. 다른 조합은 일반적으로 불협화음이라고 불리고 불쾌하거나 미해결 된 감정 1과 관련 됩니다. 문화 화와 훈련이 조화 2 의 인식에 일부 영향을 미친다고 가정하는 것이 현명하게 보일지라도, 자음 및 부조간 간격과 화음의 지각의 차이는 이전에 생각했던 것보다 음악 문화에 크게 의존하지 않는 것으로 나타 났으며 3 심지어 단순한 생물학적 기초 4 , 5 , 6 에서 도출된다. 용어 사전의 모호한 이해를 막기 위해, Terhardt 7 은 음악적 맥락에서의 조화와 달리 감각적 인 조화의 개념을 도입했습니다예를 들어, 조화가 주어진 코드 또는 간격에 대한 응답에 영향을 줄 수 있습니다. 현재의 프로토콜에서는 문맥 의존적 처리에 의한 간섭없이 단지 감각적 인 협상과 관련된 활성화를 단 하나의 분리 된 두 음표 간격 만 사용했다. 순전히 물리적 인 방법으로 조화를 특성화하려는 시도는 Helmholtz 9 에서 시작되었으며, Helmholtz 9 는 불협화음과 관련된 감지 된 거친 정도가 인접한 주파수 구성 요소 간의 충돌에 기인 한 것으로 나타났습니다. 그러나 최근에는 감각적 인 일치가 거칠기의 부재뿐만 아니라 조화와 관련이 있다는 것을 보여주었습니다. 즉, 주어진 음색이나 화음의 부분 음을 들리지 않는 음색과 조화를 이룬다는 것입니다. 낮은 주파수 10 , 11 . 행동 연구는 주관적인 일치가 pu에 의해 실제로 영향을 받는다는 것을 확인합니다.주파수 거리 12 , 13 과 같은 물리적 매개 변수를 사용하지만보다 광범위한 연구를 통해 물리적 현상이인지 된 일치와 불협화음의 차이만을 설명 할 수는 없다는 결론이났다 14 , 15 , 16 , 17 . 그러나 이러한 모든 연구는 다양한 간격이나 코드를들을 때 이러한 차이점을보고합니다. 양전자 방출 단층 촬영 (PET)과 기능적 자기 공명 영상 (fMRI)을 이용한 다양한 연구 결과에 따르면 자음 영역 또는 부조간 간격과 화음 8 , 18 , 19 , 20 중 어느 한쪽을들을 때 활성화되는 대뇌 피질 영역에 중요한 차이가 있음이 밝혀졌습니다. 본 연구의 목적은 차이점을 탐구하는 것이다.자음과 불협화음을 듣기보다는 뇌 활동에서 음악 제작 중에 감각 - 운동 조절에 대한 연구는 일반적으로 악기의 사용을 포함하며, 종종 매우 자주 신경 영상 21 중에 사용하기 위해 수정 된 악기를 제작해야합니다. 그러나 노래는 악기가 인간의 목소리이기 때문에 음악 제작 중에 감각 - 운동 프로세스 분석을위한 적절한 메커니즘을 처음부터 제공하는 것처럼 보이며 보컬 장치는 이미징 22 . 음조 조절 (23) , 음성 모방 ( 24) , 훈련 유발 적응 변화 ( 25 ) 및 외부 피드백 ( 25 ) 의 통합과 같은 노래의 양상과 관련된 신경 메커니즘이 , <s지난 20 년간 여러 연구에서 26 , 27 , 28 , 29 의 주제가 있었지만, 자음과 부조간의 노래 상관 관계는 최근에야 서술되었다. 이를 위해 현재의 논문은 참가자가 자음 및 부조간 간격을 적절하게 인식하도록 고안된 행동 테스트에 대해 설명합니다. 이어서 다양한 자음 부조간을 노래하는 참가자에 대한 fMRI 연구가 이어집니다. fMRI 프로토콜은 비교적 간단하지만 모든 MRI 연구와 마찬가지로 실험을 올바르게 설정하는 데 많은주의를 기울여야합니다. 이 경우 노래 작업 중 머리, 입, 입술의 움직임을 최소화하여 노래의 물리적 행위와 직접적으로 관련이없는 효과의 식별을보다 수월하게하는 것이 특히 중요합니다. 이 방법론은노래로 음악 제작과 관련된 다양한 활동과 관련된 신경 메커니즘을 보여줍니다.

<table><tbody><tr><td>Achieva 1.5-T magnetic resonance scanner</td><td>Philips</td><td>Release 6.4</td><td></td></tr><tr><td>Audacity</td><td>Open source</td><td>2.0.5</td><td></td></tr><tr><td>Audio interface</td><td>Tascam</td><td>US-144MKII</td><td></td></tr><tr><td>Audiometer</td><td>Br&amp;uuml;el &amp;amp; Kjaer</td><td>Type 1800</td><td></td></tr><tr><td>E-Prime Professional</td><td>Psychology Software Tools, Inc.</td><td>2.0.0.74</td><td></td></tr><tr><td>Matlab</td><td>Mathworks</td><td>R2014A</td><td></td></tr><tr><td>MRI-Compatible Insert Earphones</td><td>Sensimetrics</td><td>S14</td><td></td></tr><tr><td>Praat</td><td>Open source</td><td>5.4.12</td><td></td></tr><tr><td>Pro-audio condenser microphone</td><td>Shure</td><td>SM93</td><td></td></tr><tr><td>SPSS Statistics</td><td>IBM</td><td>20</td><td></td></tr><tr><td>Statistical Parametric Mapping</td><td>Wellcome Trust Centre for Neuroimaging</td><td>8</td><td></td></tr></tbody></table>

fmri mapping of brain activity associated with the vocal production of consonant and dissonant intervals

조화와 부조화 인식의 신경 상관 관계는 널리 연구되었지만, 조화와 부조화 생성의 신경 상관은 연구되지 않았다. 음악 제작의 가장 직접적인 방식은 노래이지만, 이미징 관점에서 볼 때, 그것은 모터 활동과 관련되기 때문에 듣기보다 많은 도전 과제를 제시합니다. 음악 간격의 정확한 노래는 각 음을 정확하게 생성하기 위해 청각 피드백 처리와 보컬 모터 제어 간의 통합이 필요합니다. 이 프로토콜은 자음과 불협화음의 보컬 생성과 관련된 신경 활성화를 모니터링 할 수있는 방법을 제시합니다. 청각 감별 테스트와 주어진 간격을 먼저 듣고 재생하는 것과 관련된 4 가지 음악 간격, 즉 자음 2 개와 불협화음 2 개가 자극으로 사용됩니다. 콘서 베터 수준의 모든 여성 보컬 학생들은 기능적 자기 Resonance Imaging (fMRI)을 사용하여 청취 작업을 제어 조건으로 사용합니다. 이러한 방식으로, 모터 및 청각 시스템 모두의 활동이 관찰되었고, 노래 작업 중 보컬 정확도의 척도가 얻어졌다. 따라서 프로토콜을 사용하여 다양한 유형의 인터벌을 노래하거나 필요한 노트를 더 정확하게 노래하는 것과 관련된 활성화를 추적 할 수도 있습니다. 그 결과, 불협화음을 부르는 것은 자음을 발음하는 것보다 청각 및 감각 시스템에서 외부 피드백을 통합하는 신경 메커니즘이 더 많이 참여해야한다는 것을 의미합니다.

<html> 우리 실험의 11 명 참가자 모두는 보컬 레벨의 여성 보컬 학생들이었으며 스캔을 위해 선택한 간격 인식 작업을 충분히 수행했습니다. 간격 식별 작업의 성공률은 예상대로 65.82 ± 21.67 % 였고, 불협화음과 자음 간격을 식별하는 성공률보다 낮은 74.82 ± 14.15 %였다. 연구의 기본 설계를 검증하기 위해 우리는 이전의 많은 연?...

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fMRI Mapping of Brain Activity Associated with the Vocal Production of Consonant and Dissonant Intervals

자음과 불협화음을 듣는 신경 상관 관계는 널리 연구되어 왔지만 자음 및 부조간 간격의 생성과 관련된 신경 메커니즘은 잘 알려져 있지 않습니다. 이 기사에서는 행동 테스트와 fMRI를 간격 확인 및 노래 작업과 결합하여 이러한 메커니즘을 설명합니다.

자음과 불요의 간격의 보컬 생성과 관련된 뇌 활동의 fMRI 맵핑

The neural correlates of consonance and dissonance perception have been widely studied, but not the neural correlates of consonance and dissonance ...

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Research

JoVE Journal

Behavior

7.2K 조회수.  Hospital Infantil de México "Federico Gómez".  자음과 불협화음을 듣는 신경 상관 관계는 널리 연구되어 왔지만 자음 및 부조간 간격의 생성과 관련된 신경 메커니즘은 잘 알려져 있지 않습니다. 이 기사에서는 행동 테스트와 fMRI를 간격 확인 및 노래 작업과 결합하여 이러한 메커니즘을 설명합니다. 

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Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) with Auditory Stimulation in Songbirds

The neurobiology of birdsong, as a model for human speech, is a pronounced area of research in behavioral neuroscience. Whereas electrophysiology and molecular approaches allow the investigation of either different stimuli on few neurons, or one stimulus in large parts of the brain, blood oxygenation level dependent (BOLD) functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) allows combining both advantages, i.e. compare the neural activation induced by different stimuli in the entire brain at once. fMRI in songbirds is challenging because of the small size of their brains and because their bones and especially their skull comprise numerous air cavities, inducing important susceptibility artifacts. Gradient-echo (GE) BOLD fMRI has been successfully applied to songbirds 1-5 (for a review, see 6). These studies focused on the primary and secondary auditory brain areas, which are regions free of susceptibility artifacts. However, because processes of interest may occur beyond these regions, whole brain BOLD fMRI is required using an MRI sequence less susceptible to these artifacts. This can be achieved by using spin-echo (SE) BOLD fMRI 7,8 . In this article, we describe how to use this technique in zebra finches (Taeniopygia guttata), which are small songbirds with a bodyweight of 15-25 g extensively studied in behavioral neurosciences of birdsong. The main topic of fMRI studies on songbirds is song perception and song learning. The auditory nature of the stimuli combined with the weak BOLD sensitivity of SE (compared to GE) based fMRI sequences makes the implementation of this technique very challenging.

Functional Magnetic Resonance Imaging fMRI with Auditory Stimulation in Songbirds

This article shows an optimized procedure for imaging of the neural substrates of auditory stimulation in the songbird brain using functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI). It describes the preparation of the sound stimuli, the positioning of the subject and the acquisition and subsequent analysis of the fMRI data.

명금의 청각 자극 기능성 자기 공명 영상 (fMRI)

The neurobiology of birdsong, as a model for human speech, is a pronounced area of research in behavioral neuroscience. Whereas electrophysiology and ...

연구

행동분석학

Brain Imaging Investigation of the Neural Correlates of Observing Virtual Social Interactions

The ability to gauge social interactions is crucial in the assessment of others&#x2019; intentions. Factors such as facial expressions and body language affect our decisions in personal and professional life alike 1. These "friend or foe" judgements are often based on first impressions, which in turn may affect our decisions to "approach or avoid". Previous studies investigating the neural correlates of social cognition tended to use static facial stimuli 2. Here, we illustrate an experimental design in which whole-body animated characters were used in conjunction with functional magnetic resonance imaging (fMRI) recordings. Fifteen participants were presented with short movie-clips of guest-host interactions in a business setting, while fMRI data were recorded; at the end of each movie, participants also provided ratings of the host behaviour. This design mimics more closely real-life situations, and hence may contribute to better understanding of the neural mechanisms of social interactions in healthy behaviour, and to gaining insight into possible causes of deficits in social behaviour in such clinical conditions as social anxiety and autism 3.

This article demonstrates an experimental design in which whole-body animated characters are used in conjunction with functional magnetic resonance imaging (fMRI) to investigate the neural correlates of observing virtual social interactions.

가상 사회 상호 작용을 관찰의 신경 상호의 두뇌 이미징 조사

The ability to gauge social interactions is crucial in the assessment of others&#x2019; intentions. Factors such as facial expressions and body language ...

신경과학

Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis

The aim of this methods paper is to describe how to implement a neuroimaging technique to examine complementary brain processes engaged by two similar tasks. Participants' behavior during task performance in an fMRI scanner can then be correlated to the brain activity using the blood-oxygen-level-dependent signal. We measure behavior to be able to sort correct trials, where the subject performed the task correctly and then be able to examine the brain signals related to correct performance. Conversely, if subjects do not perform the task correctly, and these trials are included in the same analysis with the correct trials we would introduce trials that were not only for correct performance. Thus, in many cases these errors can be used themselves to then correlate brain activity to them. We describe two complementary tasks that are used in our lab to examine the brain during suppression of an automatic responses: the stroop1 and anti-saccade tasks. The emotional stroop paradigm instructs participants to either report the superimposed emotional 'word' across the affective faces or the facial 'expressions' of the face stimuli1,2. When the word and the facial expression refer to different emotions, a conflict between what must be said and what is automatically read occurs. The participant has to resolve the conflict between two simultaneously competing processes of word reading and facial expression. Our urge to read out a word leads to strong 'stimulus-response (SR)' associations; hence inhibiting these strong SR's is difficult and participants are prone to making errors. Overcoming this conflict and directing attention away from the face or the word requires the subject to inhibit bottom up processes which typically directs attention to the more salient stimulus. Similarly, in the anti-saccade task3,4,5,6, where an instruction cue is used to direct only attention to a peripheral stimulus location but then the eye movement is made to the mirror opposite position. Yet again we measure behavior by recording the eye movements of participants which allows for the sorting of the behavioral responses into correct and error trials7 which then can be correlated to brain activity. Neuroimaging now allows researchers to measure different behaviors of correct and error trials that are indicative of different cognitive processes and pinpoint the different neural networks involved.

The goal of our research is to correlate behavior to brain activity. Accurate behavioral measures and imaging techniques allow us to elucidate brain-behavior relationships.

인간의 전두엽 피질에서 fMRI 신호에 행동 응답을 연관 : 작업 분석을 사용하여인지 과정을 검토

The aim of this methods paper is to describe how to implement a neuroimaging technique to examine complementary brain processes engaged by two similar ...

Functional Imaging of Auditory Cortex in Adult Cats using High-field fMRI

Current knowledge of sensory processing in the mammalian auditory system is mainly derived from electrophysiological studies in a variety of animal models, including monkeys, ferrets, bats, rodents, and cats. In order to draw suitable parallels between human and animal models of auditory function, it is important to establish a bridge between human functional imaging studies and animal electrophysiological studies. Functional magnetic resonance imaging (fMRI) is an established, minimally invasive method of measuring broad patterns of hemodynamic activity across different regions of the cerebral cortex. This technique is widely used to probe sensory function in the human brain, is a useful tool in linking studies of auditory processing in both humans and animals and has been successfully used to investigate auditory function in monkeys and rodents. The following protocol describes an experimental procedure for investigating auditory function in anesthetized adult cats by measuring stimulus-evoked hemodynamic changes in auditory cortex using fMRI. This method facilitates comparison of the hemodynamic responses across different models of auditory function thus leading to a better understanding of species-independent features of the mammalian auditory cortex.

Functional studies of the auditory system in mammals have traditionally been conducted using spatially-focused techniques such as electrophysiological recordings. The following protocol describes a method of visualizing large-scale patterns of evoked hemodynamic activity in the cat auditory cortex using functional magnetic resonance imaging.

하이 필드의 fMRI를 사용하여 성인 고양이의 청각 피질의 기능적 이미징

Current knowledge of sensory processing in the mammalian auditory system is mainly derived from electrophysiological studies in a variety of animal ...

Using Informational Connectivity to Measure the Synchronous Emergence of fMRI Multi-voxel Information Across Time

It is now appreciated that condition-relevant information can be present within distributed patterns of functional magnetic resonance imaging (fMRI) brain activity, even for conditions with similar levels of univariate activation. Multi-voxel pattern (MVP) analysis has been used to decode this information with great success. FMRI investigators also often seek to understand how brain regions interact in interconnected networks, and use functional connectivity (FC) to identify regions that have correlated responses over time. Just as univariate analyses can be insensitive to information in MVPs, FC may not fully characterize the brain networks that process conditions with characteristic MVP signatures. The method described here, informational connectivity (IC), can identify regions with correlated changes in MVP-discriminability across time, revealing connectivity that is not accessible to FC. The method can be exploratory, using searchlights to identify seed-connected areas, or planned, between pre-selected regions-of-interest. The results can elucidate networks of regions that process MVP-related conditions, can breakdown MVPA searchlight maps into separate networks, or can be compared across tasks and patient groups.

Informational connectivity measures the correspondence between time courses of multi-voxel information across different brain regions. Multi-voxel pattern discriminability time series are extracted from regions and compared, revealing networks that are not identified in a typical functional connectivity approach.

시간에 걸쳐 fMRI를 다 복셀 정보의 동시 출현을 측정하는 정보를 제공하는 연결을 사용하여

It is now appreciated that condition-relevant information can be present within distributed patterns of functional magnetic resonance imaging (fMRI) brain ...

표현적 연설에서 친숙한 화자를 인식하는 EEG 연구

Memorization-Based Training and Testing Paradigm for Robust Vocal Identity Recognition in Expressive Speech Using Event-Related Potentials Analysis

Recognizing familiar speakers from vocal streams is a fundamental aspect of human verbal communication. However, it remains unclear how listeners can still discern the speaker's identity in expressive speech. This study develops a memorization-based individual speaker identity recognition approach and an accompanying electroencephalogram (EEG) data analysis pipeline, which monitors how listeners recognize familiar speakers and tell unfamiliar ones apart. EEG data captures online cognitive processes during new versus old speaker distinction based on voice, offering a real-time measure of brain activity, overcoming limits of reaction times and accuracy measurements. The paradigm comprises three steps: listeners establish associations between three voices and their names (training); listeners indicate the name corresponding to a voice from three candidates (checking); listeners distinguish between three old and three new speaker voices in a two-alternative forced-choice task (testing). The speech prosody in testing was either confident or doubtful. EEG data were collected using a 64-channel EEG system, followed by preprocessing and imported into RStudio for ERP and statistical analysis and MATLAB for brain topography. Results showed an enlarged late positive component (LPC) was elicited in the old-talker compared to the new-talker condition in the 400-850 ms window in the Pz and other wider range of electrodes in both prosodies. Yet, the old/new effect was robust in central and posterior electrodes for doubtful prosody perception, whereas the anterior, central, and posterior electrodes are for confident prosody condition. This study proposes that this experiment design can serve as a reference for investigating speaker-specific cue-binding effects in various scenarios (e.g., anaphoric expression) and pathologies in patients like phonagnosia.

저자 스포트라이트: Investigating the Impact of Emotional Prosodies on Voice Recognition and Perception

The study introduces a training-testing paradigm to investigate old/new effects of event-related potentials in confident and doubtful prosodic scenarios. Data reveals an enhanced late positive component between 400-850 ms at Pz and other electrodes. This pipeline can explore factors beyond speech prosody and their influence on cue-binding target identification.

이벤트 관련 전위 분석을 사용하여 표현 음성에서 강력한 음성 정체성 인식을 위한 암기 기반 교육 및 테스트 패러다임

Recognizing familiar speakers from vocal streams is a fundamental aspect of human verbal communication. However, it remains unclear how listeners can ...

Mapping the After-effects of Theta Burst Stimulation on the Human Auditory Cortex with Functional Imaging

Auditory cortex pertains to the processing of sound, which is at the basis of speech or music-related processing1. However, despite considerable recent progress, the functional properties and lateralization of the human auditory cortex are far from being fully understood. Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is a non-invasive technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability via the application of localized magnetic field pulses, and represents a unique method of exploring plasticity and connectivity. It has only recently begun to be applied to understand auditory cortical function 2. 
An important issue in using TMS is that the physiological consequences of the stimulation are difficult to establish. Although many TMS studies make the implicit assumption that the area targeted by the coil is the area affected, this need not be the case, particularly for complex cognitive functions which depend on interactions across many brain regions 3. One solution to this problem is to combine TMS with functional Magnetic resonance imaging (fMRI). The idea here is that fMRI will provide an index of changes in brain activity associated with TMS. Thus, fMRI would give an independent means of assessing which areas are affected by TMS and how they are modulated 4. In addition, fMRI allows the assessment of functional connectivity, which represents a measure of the temporal coupling between distant regions. It can thus be useful not only to measure the net activity modulation induced by TMS in given locations, but also the degree to which the network properties are affected by TMS, via any observed changes in functional connectivity.
Different approaches exist to combine TMS and functional imaging according to the temporal order of the methods. Functional MRI can be applied before, during, after, or both before and after TMS. Recently, some studies interleaved TMS and fMRI in order to provide online mapping of the functional changes induced by TMS 5-7. However, this online combination has many technical problems, including the static artifacts resulting from the presence of the TMS coil in the scanner room, or the effects of TMS pulses on the process of MR image formation. But more importantly, the loud acoustic noise induced by TMS (increased compared with standard use because of the resonance of the scanner bore) and the increased TMS coil vibrations (caused by the strong mechanical forces due to the static magnetic field of the MR scanner) constitute a crucial problem when studying auditory processing. 
This is one reason why fMRI was carried out before and after TMS in the present study. Similar approaches have been used to target the motor cortex 8,9, premotor cortex 10, primary somatosensory cortex 11,12 and language-related areas 13, but so far no combined TMS-fMRI study has investigated the auditory cortex. The purpose of this article is to provide details concerning the protocol and considerations necessary to successfully combine these two neuroscientific tools to investigate auditory processing. 
Previously we showed that repetitive TMS (rTMS) at high and low frequencies (resp. 10 Hz and 1 Hz) applied over the auditory cortex modulated response time (RT) in a melody discrimination task 2. We also showed that RT modulation was correlated with functional connectivity in the auditory network assessed using fMRI: the higher the functional connectivity between left and right auditory cortices during task performance, the higher the facilitatory effect (i.e. decreased RT) observed with rTMS. However those findings were mainly correlational, as fMRI was performed before rTMS. Here, fMRI was carried out before and immediately after TMS to provide direct measures of the functional organization of the auditory cortex, and more specifically of the plastic reorganization of the auditory neural network occurring after the neural intervention provided by TMS. 
Combined fMRI and TMS applied over the auditory cortex should enable a better understanding of brain mechanisms of auditory processing, providing physiological information about functional effects of TMS. This knowledge could be useful for many cognitive neuroscience applications, as well as for optimizing therapeutic applications of TMS, particularly in auditory-related disorders.

Auditory processing is the basis of speech and music-related processing. Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) has been used successfully to study cognitive, sensory and motor systems but has rarely been applied to audition. Here we investigated TMS combined with functional Magnetic Resonance Imaging to understand the functional organization of auditory cortex.

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