Name: fmri mapping of brain activity associated with the vocal production of consonant and dissonant intervals
Uploaded: 2017-05-23T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about fMRI Mapping of Brain Activity Associated with the Vocal Production of Consonant and Dissonant Intervals at JoVE.com

Авторы признают финансовую поддержку этого исследования со стороны секретариата де Salud de México (HIM / 2011/058 SSA. 1009), CONACYT (SALUD-2012-01-182160) и DGAPA UNAM (PAPIIT IN109214).

Этот протокол был одобрен Комитетом по исследованиям, этике и безопасности больницы Infantil de México «Федерико Гомес». 1. Поведенческий тест <ol><li> Проведите стандартный аудиометрический тест с чистым тоном, чтобы подтвердить, что все потенциальные участники имеют нормальны?...

<ol>
	<li>Burns, E., Deutsch, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Intervals, scales, and tuning. The psychology of music. , 215-264 (1999).</li><li>Lundin, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+a+cultural+theory+of+consonance.">Toward a cultural theory of consonance.</a> J. Psychol. 23, 45-49 (1947).</li><li>Fritz, T., Jentschke, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Universal+recognition+of+three+basic+emotions+in+music.">Universal recognition of three basic emotions in music.</a> Curr. Biol. 19, 573-576 (2009).</li><li>Schellenberg, E. G., Trehub, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frequency+ratios+and+the+discrimination+of+pure+tone+sequences.">Frequency ratios and the discrimination of pure tone sequences.</a> Percept. Psychophys. 56, 472-478 (1994).</li><li>Trainor, L. J., Heinmiller, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+of+evaluative+responses+to+music.">The development of evaluative responses to music.</a> Infant Behav. Dev. 21 (1), 77-88 (1998).</li><li>Zentner, M. R., Kagan, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Infants'+perception+of+consonance+and+dissonance+in+music.">Infants' perception of consonance and dissonance in music.</a> Infant Behav. Dev. 21 (1), 483-492 (1998).</li><li>Terhardt, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pitch,+consonance,+and+harmony.">Pitch, consonance, and harmony.</a> J. Acoust. Soc. America. 55, 1061 (1974).</li><li>Minati, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+MRI/event-related+potential+study+of+sensory+consonance+and+dissonance+in+musicians+and+nonmusicians.">Functional MRI/event-related potential study of sensory consonance and dissonance in musicians and nonmusicians.</a> Neuroreport. 20, 87-92 (2009).</li><li>Helmholtz, H. L. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> On the sensations of tone. , (1954).</li><li>McDermott, J. H., Lehr, A. J., Oxenham, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Individual+differences+reveal+the+basis+of+consonance.">Individual differences reveal the basis of consonance.</a> Curr. Biol. 20, 1035-1041 (2010).</li><li>Cousineau, M., McDermott, J. H., Peretz, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+basis+of+musical+consonance+as+revealed+by+congenital+amusia.">The basis of musical consonance as revealed by congenital amusia.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 109, 19858-19863 (2012).</li><li>Plomp, R., Levelt, W. J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tonal+Consonance+and+Critical+Bandwidth.">Tonal Consonance and Critical Bandwidth.</a> J. Acoust. Soc. Am. 38, 548-560 (1965).</li><li>Kameoka, A., Kuriyagawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Consonance+theory+part+I:+Consonance+of+dyads.">Consonance theory part I: Consonance of dyads.</a> J. Acoust. Soc. Am. 45, 1451-1459 (1969).</li><li>Tramo, M. J., Bharucha, J. J., Musiek, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Music+perception+and+cognition+following+bilateral+lesions+of+auditory+cortex.">Music perception and cognition following bilateral lesions of auditory cortex.</a> J. Cogn. Neurosci. 2, 195-212 (1990).</li><li>Schellenberg, E. G., Trehub, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Children's+discrimination+of+melodic+intervals.">Children's discrimination of melodic intervals.</a> Dev. Psychol. 32 (6), 1039-1050 (1996).</li><li>Peretz, I., Blood, A. J., Penhune, V., Zatorre, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+deafness+to+dissonance.">Cortical deafness to dissonance.</a> Brain. 124, 928-940 (2001).</li><li>Mcdermott, J. H., Schultz, A. F., Undurraga, E. A., Godoy, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Indifference+to+dissonance+in+native+Amazonians+reveals+cultural+variation+in+music+perception.">Indifference to dissonance in native Amazonians reveals cultural variation in music perception.</a> Nature. 535, 547-550 (2016).</li><li>Blood, A. J., Zatorre, R. J., Bermudez, P., Evans, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emotional+responses+to+pleasant+and+unpleasant+music+correlate+with+activity+in+paralimbic+brain+regions.">Emotional responses to pleasant and unpleasant music correlate with activity in paralimbic brain regions.</a> Nat. Neurosci. 2, 382-387 (1999).</li><li>Pallesen, K. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emotion+processing+of+major,+minor,+and+dissonant+chords:+A+functional+magnetic+resonance+imaging+study.">Emotion processing of major, minor, and dissonant chords: A functional magnetic resonance imaging study.</a> Ann. N. Y. Acad. Sci. 1060, 450-453 (2005).</li><li>Foss, A. H., Altschuler, E. L., James, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+correlates+of+the+Pythagorean+ratio+rules.">Neural correlates of the Pythagorean ratio rules.</a> Neuroreport. 18, 1521-1525 (2007).</li><li>Limb, C. J., Braun, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+substrates+of+spontaneous+musical+performance:+An+fMRI+study+of+jazz+improvisation.">Neural substrates of spontaneous musical performance: An fMRI study of jazz improvisation.</a> PLoS ONE. 3, (2008).</li><li>Zarate, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neural+control+of+singing.">The neural control of singing.</a> Front. Hum. Neurosci. 7, 237 (2013).</li><li>Larson, C. R., Altman, K. W., Liu, H., Hain, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interactions+between+auditory+and+somatosensory+feedback+for+voice+F0+control.">Interactions between auditory and somatosensory feedback for voice F0 control.</a> Exp. Brain Res. 187, 613-621 (2008).</li><li>Belyk, M., Pfordresher, P. Q., Liotti, M., Brown, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neural+basis+of+vocal+pitch+imitation+in+humans.">The neural basis of vocal pitch imitation in humans.</a> J. Cogn. Neurosci. 28, 621-635 (2016).</li><li>Kleber, B., Veit, R., Birbaumer, N., Gruzelier, J., Lotze, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+brain+of+opera+singers:+Experience-dependent+changes+in+functional+activation.">The brain of opera singers: Experience-dependent changes in functional activation.</a> Cereb. Cortex. 20, 1144-1152 (2010).</li><li>J&#252;rgens, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+pathways+underlying+vocal+control.">Neural pathways underlying vocal control.</a> Neurosci. Biobehav. Rev. 26, 235-258 (2002).</li><li>Kleber, B., Birbaumer, N., Veit, R., Trevorrow, T., Lotze, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overt+and+imagined+singing+of+an+Italian+aria.">Overt and imagined singing of an Italian aria.</a> Neuroimage. 36, 889-900 (2007).</li><li>Kleber, B., Zeitouni, A. G., Friberg, A., Zatorre, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experience-dependent+modulation+of+feedback+integration+during+singing:+role+of+the+right+anterior+insula.">Experience-dependent modulation of feedback integration during singing: role of the right anterior insula.</a> J. Neurosci. 33, 6070-6080 (2013).</li><li>Zarate, J. M., Zatorre, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experience-dependent+neural+substrates+involved+in+vocal+pitch+regulation+during+singing.">Experience-dependent neural substrates involved in vocal pitch regulation during singing.</a> Neuroimage. 40, 1871-1887 (2008).</li><li>Gonz&#225;lez-Garc&#237;a, N., Gonz&#225;lez, M. A., Rend&#243;n, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+activity+related+to+discrimination+and+vocal+production+of+consonant+and+dissonant+musical+intervals.">Neural activity related to discrimination and vocal production of consonant and dissonant musical intervals.</a> Brain Res. 1643, 59-69 (2016).</li><li>Oldfield, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+assessment+and+analysis+of+handedness:+The+Edinburgh+inventory.">The assessment and analysis of handedness: The Edinburgh inventory.</a> Neuropsychologia. 9, 97-113 (1971).</li><li>Samuels, M. L., Witmer, J. A., Schaffner, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Statistics for the Life Sciences. , (2015).</li><li>Eickhoff, S. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+SPM+toolbox+for+combining+probabilistic+cytoarchitectonic+maps+and+functional+imaging+data.">A new SPM toolbox for combining probabilistic cytoarchitectonic maps and functional imaging data.</a> NeuroImage. 25, 1325-1335 (2005).</li><li>Evans, A. C., Kamber, M., Collins, D. L., MacDonald, D., Shorvon, S. D., Fish, D. R., Andermann, F., Bydder, G. M., Stefan, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+MRI-based+probabilistic+atlas+of+neuroanatomy.">An MRI-based probabilistic atlas of neuroanatomy.</a> Magnetic Resonance Scanning and Epilepsy. 264, 263-274 (1994).</li><li>Ashburner, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> SPM8 Manual. , (2013).</li><li>&#214;zdemir, E., Norton, A., Schlaug, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shared+and+distinct+neural+correlates+of+singing+and+speaking.">Shared and distinct neural correlates of singing and speaking.</a> Neuroimage. 33, 628-635 (2006).</li><li>Brown, S., Ngan, E., Liotti, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+larynx+area+in+the+human+motor+cortex.">A larynx area in the human motor cortex.</a> Cereb. Cortex. 18, 837-845 (2008).</li><li>Worsley, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Statistical+analysis+of+activation+images.">Statistical analysis of activation images.</a> Functional MRI: An introduction to methods. , 251-270 (2001).</li><li>. FSL Atlases Available from: <a target="_blank" href="https://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki/Atlases">https://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki/Atlases</a> (2015)</li><li>Bidelman, G. M., Krishnan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+correlates+of+consonance,+dissonance,+and+the+hierarchy+of+musical+pitch+in+the+human+brainstem.">Neural correlates of consonance, dissonance, and the hierarchy of musical pitch in the human brainstem.</a> J. Neurosci. 29, 13165-13171 (2009).</li><li>McLachlan, N., Marco, D., Light, M., Wilson, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Consonance+and+pitch.">Consonance and pitch.</a> J. Exp. Psychol. – Gen. 142, 1142-1158 (2013).</li><li>Thompson, W. F., Deutsch, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intervals+and+scales.">Intervals and scales.</a> The psychology of music. , 107-140 (1999).</li><li>Hurwitz, R., Lane, S. R., Bell, R. A., Brant-Zawadzki, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustic+analysis+of+gradient-coil+noise+in+MR+imaging.">Acoustic analysis of gradient-coil noise in MR imaging.</a> Radiology. 173, 545-548 (1989).</li><li>Ravicz, M. E., Melcher, J. R., Kiang, N. Y. -. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustic+noise+during+functional+magnetic+resonance+imaging.">Acoustic noise during functional magnetic resonance imaging.</a> J Acoust. Soc. Am. 108, 1683-1696 (2000).</li><li>Cho, Z. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+acoustic+noise+in+MRI.">Analysis of acoustic noise in MRI.</a> Magn. Reson. Imaging. 15, 815-822 (1997).</li><li>Belin, P., Zatorre, R. J., Hoge, R., Evans, A. C., Pike, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Event-related+fMRI+of+the+auditory+cortex.">Event-related fMRI of the auditory cortex.</a> Neuroimage. 429, 417-429 (1999).</li><li>Hall, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=&amp;#34;Sparse&amp;#34;+temporal+sampling+in+auditory+fMRI.">&amp;#34;Sparse&amp;#34; temporal sampling in auditory fMRI.</a> Hum. Brain Mapp. 7, 213-223 (1999).</li><li>Ternstr&#246;m, S., Sundberg, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustical+factors+related+to+pitch+precision+in+choir+singing.">Acoustical factors related to pitch precision in choir singing.</a> Speech Music Hear. Q. Prog. Status Rep. 23, 76-90 (1982).</li><li>Ternstr&#246;m, S., Sundberg, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intonation+precision+of+choir+singers.">Intonation precision of choir singers.</a> J. Acoust. Soc. Am. 84, 59-69 (1988).</li></ol>

В этой работе описывается протокол, в котором пение используется как средство исследования активности мозга при производстве согласных и диссонантных интервалов. Даже несмотря на то, что пение обеспечивает, возможно, самый простой способ производства музыкальных интервалов <sup class="xref...

Некоторые сочетания музыкальных шагов, как правило, признаны согласными, и они обычно ассоциируются с приятным ощущением. Другие комбинации, как правило, называют диссонированными и связаны с неприятным или неразрешенным чувством 1 . Хотя кажется разумным предположить, что инкультурация и обучение играют определенную роль в восприятии созвучия 2 , недавно было показано, что различия в восприятии согласных и диссонантных интервалов и аккордов, вероятно, меньше зависят от музыкальной культуры, чем считалось ранее 3, и могут Даже происходят от простых биологических оснований 4 , 5 , 6 . Чтобы предотвратить неоднозначное понимание термина «созвучие», Терхардт 7 ввел понятие чувственного созвучия, в противоположность созвучию в музыкальном контексте, Где гармония, например, может влиять на реакцию на данный аккорд или интервал. В настоящем протоколе только изолированные интервалы с двумя отметками использовались именно для выделения активаций, связанных исключительно с сенсорным созвучием, без вмешательства контекстно-зависимой обработки 8 . Попытки охарактеризовать созвучие с помощью чисто физических средств начинались с Гельмгольца 9 , который объяснял воспринимаемую шероховатость, связанную с диссонирующими аккордами, биением между соседними частотными компонентами. Однако недавно было показано, что сенсорное созвучие связано не только с отсутствием шероховатости, но и с гармоничностью, то есть выравниванием партиций данного тона или аккорда с таковыми неслыханного тона Нижняя частота 10 , 11 . Поведенческие исследования подтверждают, что субъективное созвучие действительно зависит от puТакие как частотное расстояние 12 , 13 , но более широкий диапазон исследований убедительно продемонстрировал, что физические явления не могут только объяснять различия между воспринимаемым созвучием и диссонансом 14 , 15 , 16 , 17 . Однако все эти исследования сообщают об этих различиях при прослушивании множества интервалов или аккордов. Различные исследования с использованием позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) и функциональной магнитно-резонансной томографии (ФМРТ) выявили значительные различия в областях коры, которые становятся активными при прослушивании либо согласных, либо диссонирующих интервалов и аккордов 8 , 18 , 19 , 20 . Целью настоящего исследования является изучение различийВ мозговой деятельности при производстве, а не прислушивании к согласным и диссонирующим интервалам. Изучение сенсорно-моторного контроля во время музыкального производства обычно связано с использованием музыкальных инструментов, и очень часто для этого требуется изготовление инструментов, модифицированных специально для их использования во время нейровизуализации 21 . Однако пение, по-видимому, обеспечивает с самого начала надлежащий механизм для анализа сенсорно-двигательных процессов в процессе производства музыки, поскольку инструментом является сам голос человека, а вокальный аппарат не требует каких-либо модификаций для того, чтобы быть пригодным во время Изображения 22 . Хотя нейронные механизмы, связанные с аспектами пения, такие как регулирование высоты тона 23 , вокальная имитация 24 , адаптивные изменения 25 , связанные с тренировкой, и интеграция внешней обратной связи 25 , <s26 , 27 , 28 , 29 , были предметом многочисленных исследований за последние два десятилетия, нейронные корреляты поющих согласных и диссонирующих интервалов были только недавно описаны 30 . С этой целью в настоящем документе описывается поведенческий тест, призванный установить адекватное признание участниками согласных и диссонантных интервалов. За этим следует fMRI-исследование участников, поющих различные согласные и диссонирующие интервалы. Протокол fMRI относительно прост, но, как и во всех исследованиях МРТ, необходимо тщательно подходить к проведению экспериментов. В этом случае особенно важно минимизировать перемещение головы, рта и губ во время пения, делая определение эффектов, непосредственно не связанных с физическим действием пения, более простым. Эта методология может быть использована дляПренебрегают нервными механизмами, связанными с различными действиями, связанными с музыкальным производством посредством пения.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="926">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:343px;">Achieva 1.5-T magnetic resonance scanner</td>
			<td style="width:297px;">Philips</td>
			<td style="width:119px;">Release 6.4</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:343px;">Audacity</td>
			<td style="width:297px;">Open source</td>
			<td style="width:119px;">2.0.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:343px;">Audio interface&#160;</td>
			<td style="width:297px;">Tascam</td>
			<td style="width:119px;">US-144MKII&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:343px;">Audiometer</td>
			<td style="width:297px;">Br&#252;el &#38; Kjaer</td>
			<td style="width:119px;">Type 1800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:343px;">E-Prime Professional</td>
			<td style="width:297px;">Psychology Software Tools, Inc.</td>
			<td style="width:119px;">2.0.0.74</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:343px;">Matlab</td>
			<td style="width:297px;">Mathworks</td>
			<td style="width:119px;">R2014A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:343px;">MRI-Compatible Insert Earphones</td>
			<td style="width:297px;">Sensimetrics</td>
			<td style="width:119px;">S14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:343px;">Praat</td>
			<td style="width:297px;">Open source</td>
			<td style="width:119px;">5.4.12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:343px;">Pro audio condenser microphone</td>
			<td style="width:297px;">Shure</td>
			<td style="width:119px;">SM93</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:343px;">SPSS Statistics</td>
			<td style="width:297px;">IBM</td>
			<td style="width:119px;">20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:343px;">Statistical Parametric Mapping</td>
			<td style="width:297px;">Wellcome Trust Centre for Neuroimaging</td>
			<td style="width:119px;">8</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

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

Нервные корреляты созвучия и восприятия диссонанса широко изучались, но не нейронные корреляты созвучия и диссонансного производства. Самый простой способ музыкального производства - это пение, но с точки зрения визуализации он все же представляет больше проблем, чем прослушивание, поскольку включает в себя двигательную активность. Точное пение музыкальных интервалов требует интеграции между обработкой звуковой обратной связи и управлением голосовым двигателем, чтобы правильно воспроизводить каждую ноту. Этот протокол представляет собой метод, который позволяет контролировать нейронные активации, связанные с голосовым образованием согласных и диссонирующих интервалов. В качестве стимулов используются четыре музыкальных интервала, два согласных и два диссонанса, как для слухового теста дискриминации, так и для задачи, которая предусматривает сначала прослушивание, а затем воспроизведение заданных интервалов. Участники, все женщины-вокалисты на уровне консерватории, изучались с использованием функционального Magnetic Res(FMRI) во время выполнения задачи пения, при этом задача прослушивания служит в качестве условия управления. Таким образом, наблюдалась активность как двигательной, так и слуховой систем, а также была получена мера вокальной точности во время пения. Таким образом, протокол может также использоваться для отслеживания активаций, связанных с пением различных типов интервалов или с более точным напеванием требуемых заметок. Результаты показывают, что поющие диссонансные интервалы требуют более широкого участия нейронных механизмов, ответственных за интеграцию внешней обратной связи от слуховой и сенсомоторной систем, чем от поющих согласных интервалов.

<html> Все 11 участников нашего эксперимента были студентами женского вокала на уровне консерватории, и они достаточно хорошо работали в задачах распознавания интервалов, которые выбирались для сканирования. Показатель успеха для задачи идентификации интервалов состав...

Watch this Scientific Journal Video about fMRI Mapping of Brain Activity Associated with the Vocal Production of Consonant and Dissonant Intervals at JoVE.com

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

Нервные корреляты прослушивания согласных и диссонирующих интервалов широко изучались, но нейронные механизмы, связанные с образованием согласных и диссонирующих интервалов, менее известны. В этой статье поведенческие тесты и МРТ сочетаются с идентификацией интервалов и пением задач для описания этих механизмов.

FMRI Отображение активности головного мозга, связанной с голосовым образованием интервалов согласных и резонаторов

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

The overall goal of this methodology is to monitor neural activations associated with the vocal production of consonant and dissonant intervals, through the use of functional magnetic resonance imaging. This method can help answer key questions in the field of auditory cognitive neuroscience, such as, how does integration of external feedback from the auditory and sensory motor systems differ when singing consonant and dissonant intervals? The main advantage of this technique is that it is designed to track activity of both the motor and the auditory system, while simultaneously obtaining a measure of vocal accuracy during singing.Generally, individuals new to this method will struggle because it is difficult to record some tones faithfully from within the scanner as the entirety of the scanner is extremely noisy. Demonstrating the procedure will be Lucero Pacheco, a grad student from my laboratory. To begin producing pure tones spanning two octaves from G four to G six, open a new project folder in sound editing software.Then, under the generate menu select tone. In the window that appears, select a sine waveform, an amplitude of 0.8, and a duration of one second. Enter the value of the frequency that corresponds to the desired note and click on the okay button.Under the file menu select export. In the window that open enter the desired name for the audio file and choose wav as the desired file type. Click save.Next, generate all possible combinations of notes corresponding to two consonant and two dissonant intervals in the range between G four and G six. To do this for each interval open a new project in the sound editing software and choose import audio under the file menu to import the two wav files to be concatenated. Place the cursor at any point over the second tone and click to select.Click on select all under the edit menu. Under the same menu click on copy. Then, place the cursor at any point over the first tone and click.Under the edit menu, click on move cursor to track end and then click paste under the same menu. Finally, under the file menu select export. In the window that opens enter the desired name for the audio file and choose wav as the desired file type.Click save. Begin by having the participant sit down in front of a laptop computer and wear the provided headphones. Ensure that the sound level is comfortable for the participant.Use behavioral research software to open two previously created tasks with e-run. In the window that appears enter the session and subject Number and click okay. Then, for the two alternative force choice tasks, ask the participants to identify whether the intervals they hear are consonant or dissonant by pressing either c on the computer keyboard for consonant and d for dissonant.Next, in the four alternative force choice tasks have the participants identify the intervals themselves by pressing the numerals four, five, seven, and eight on the computer keyboard, to identify the intervals of an augmented fourth. Perfect fifth. Major seventh.And octave respectively. Finally, at the end of each task press okay to automatically save the results for each participant. Begin by connecting a non-magnetic, MR compatible headset to a laptop, and ensure the sound level is comfortable for the participant.Then, connect a small condenser microphone to an audio interface that is in turn connected to the laptop using a shielded, twisted, triplet cable. To check the microphone frequency response, start a new project in the sound editing software and select the condenser microphone as the input device. Then, generate a 440 hertz test tone with a duration of 10 seconds.After the tone is generated, use sound reproduction software to press play to send the test tone through the headphones to two locations. Inside on top of the head rest and outside of the scanner in the control room with the microphone placed between the sides of the headset in each case. Next, press record in the sound editing software to record approximately one second of the test tone at each location.Then, select plot spectrum from the analyze menu for each case and compare the response of the microphone to the test tone, both inside and outside the scanner by checking that the fundamental frequency of the signal received at each location is 440 hertz. Finally, tape the condenser microphone to the participant's neck just below the larynx, and have them wear the headset. Then, place the participant in the magnetic resonance scanner.Begin by opening the magnetic resonance user interface MRUI software package. Within the MRUI software select the patient option from the onscreen menu. Enter the participant's name, age and weight.Then, click on the exam button. First, choose head and then brain from the available options. Next, select 3D and then T1 isometric with the following values for the relevant parameters:repetition time equals 10.2 milliseconds, echo time equals 4.2 milliseconds, flip angle equals 90 degrees, and voxel size equals one by one by one millimeters cubed.Then, click on program and begin the acquisition of the functional T2 star weighted whole head scan with the values of the relevant parameters as follows:TE equals 40 milliseconds, TR equals three seconds, field of view equals 256 millimeters squared, flip angle equals 90 degrees, matrix dimensions equal 64 by 64, delay in TR equals seven seconds. Note that in this case TR is the total time during which the acquisition takes place. Use the dummy option to acquire five volumes while entering a value of 55 for the total number of volumes.Click copy to make a copy of this sequence. Place the cursor at the bottom of the list of sequences and then click paste twice to set up three consecutive sparse sampling sequences. Then, click start to begin the T1 weighted anatomical volume acquisition.Finally, present three runs to the participant. Synchronize the start of the runs with the acquisition by the scanner using the scanner trigger box and differentiate between each run using the session number. Then, save the results of each run.This study identified neural activity during singing in the regions known to constitute the singing network, which match those reported in prior literature. Results from a two way repeated measures analysis of variance indicated that for the contrast resulting from singing dissonant as opposed to consonant intervals, increased activations were observed in the right primary somatosensory cortex, right primary auditory cortex, left midbrain, right posterior insula, left amygdala, and left putamen. Once mastered, this technique can be done in four hours per subject.If it is performed properly, taking into account, the behaviors test, the fMRI session, and the data analysis. While attempting this procedure, it is important to remember to check that the recording equipment is functioning correctly and to instruct the participants clearly that they should sing by humming, moving their heads as little as possible to avoid artifacts. Following this procedure, which is used to track differences in brain activation between binary conditions, a modified version of the method can be performed in order to study, for example, differences between singing wide and narrow intervals.After each development the fMRI technique paves the way for researchers in the field of auditory neuroscience to explore neural mechanisms associated with audition and vocal production. After watching this video, you should have a good understanding of how to use fMRI to monitor the activity of both the motor and auditory systems during singing, in order to study the neural correlates of vocal production. Don't forget that working with a magnetic resonance scanner can be extremely hazardous and great care should always be taken to keep metallic objects away from the scanner.

Research

JoVE Journal

Behavior

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

Functional Magnetic Resonance Imaging fMRI with Auditory Stimulation in Songbirds

Функциональная магнитно-резонансной томографии (МРТ) с звуковой стимуляции в Певчие птицы

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

How to Detect Amygdala Activity with Magnetoencephalography using Source Imaging

Как обнаружить активность миндалевидного магнитоэнцефалографии с использованием источника изображения

In trace fear conditioning a conditional  stimulus (CS) predicts the occurrence of the unconditional stimulus (UCS),  which is presented after a brief ...

Best Current Practice for Obtaining High Quality EEG Data During Simultaneous fMRI

Лучшая современная практика для получения высокого качества данных ЭЭГ во время Одновременное МРТ

Simultaneous  EEG-fMRI allows the excellent temporal resolution of EEG to be combined with the  high spatial accuracy of fMRI. The data  from these two ...

A Method for Investigating Age-related Differences in the Functional Connectivity of Cognitive Control Networks Associated with Dimensional Change Card Sort Performance

Метод исследования, связанные с возрастом различия в функциональной связности когнитивный контроль сети, связанной с Изменение размеров карты Сортировать Performance

The ability to adjust behavior to sudden changes in the environment develops gradually in childhood and adolescence. For example, in the Dimensional ...

Measurement of Fronto-limbic Activity Using an Emotional Oddball Task in Children with Familial High Risk for Schizophrenia

Измерение лобно-лимбической деятельности, используя эмоциональном чудак Задача у детей с семейной высокий риск шизофрении

Adolescence is a critical developmental period where the early symptoms of schizophrenia frequently emerge. First-degree relatives of people with ...

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

Перенос познавательных задач между мозгом визуализации методах: последствия для дизайна целевой и интерпретации результатов в МРТ исследований

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

Design and Implementation of an fMRI Study Examining Thought Suppression in Young Women with, and At-risk, for Depression

Дизайн и реализация МРТ исследования по изучению Мысль Подавление в молодых женщин с и В риска для депрессии

Ruminative brooding is associated with increased vulnerability to major depression. Individuals who regularly ruminate will often try to reduce the ...

fMRI Validation of fNIRS Measurements During a Naturalistic Task

МРТ Проверка fNIRS измерений Во время натуралистического задачи

We present a method to compare brain activity recorded with near-infrared spectroscopy (fNIRS) in a dance video game task to that recorded in a reduced ...

A View of Their Own: Capturing the Egocentric View of Infants and Toddlers with Head-Mounted Cameras

Вид: захват эгоцентрической мнение младенцев и малышей с смонтированы голову камеры

Infants and toddlers view the world, at a basic sensory level, in a fundamentally different way from their parents. This is largely due to biological ...

Using a Real-Time Locating System to Measure Walking Activity Associated with Wandering Behaviors Among Institutionalized Older Adults

С помощью системы реального времени размещения меры ходьба деятельности, связанной с странствующих поведения среди институционализированного пожилых людей

A real-time locating system (RTLS) can be used to track the walking activity of institutionalized older adults in long-term care who are at risk for ...