Name: using the race model inequality to quantify behavioral multisensory integration effects
Uploaded: 2019-05-10T14:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Using the Race Model Inequality to Quantify Behavioral Multisensory Integration Effects at JoVE.com

ويدعم مجموعة العمل الحالية المعهد الوطني للشيخوخة في المعهد الوطني للصحة (K01AG049813 إلى JRM). وقدم مركز ريسنك لعلم الشيخوخة التابع لكلية ألبرت أينشتاين للطب تمويلا تكميليا. شكر خاص لجميع المتطوعين والعاملين في مجال البحوث على الدعم الاستثنائي لهذا المشروع.

وقدم جميع المشاركين موافقة خطية مستنيرة على الإجراءات التجريبية التي وافق عليها مجلس الاستعراض المؤسسي لكلية ألبرت أينشتاين للطب.
1. توظيف المشاركين، ومعايير الإدراج، والموافقة
<ol><li>تجنيد مجموعة كبيرة نسبيا من الأفراد الناطقين باللغة الإنجليزية الذين يمكن أن ambulate بشكل م...

<ol>
	<li>Foxe, 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=Auditory-somatosensory+multisensory+processing+in+auditory+association+cortex:+an+fMRI+study.">Auditory-somatosensory multisensory processing in auditory association cortex: an fMRI study.</a> Journal of Neurophysiology. 88 (1), 540-543 (2002).</li><li>Molholm, 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=Multisensory+auditory-visual+interactions+during+early+sensory+processing+in+humans:+a+high-density+electrical+mapping+study.">Multisensory auditory-visual interactions during early sensory processing in humans: a high-density electrical mapping study.</a> Brain Research: Cognitive Brain Research. 14 (1), 115-128 (2002).</li><li>Murray, M. M., 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=Grabbing+your+ear:+rapid+auditory-somatosensory+multisensory+interactions+in+low-level+sensory+cortices+are+not+constrained+by+stimulus+alignment.">Grabbing your ear: rapid auditory-somatosensory multisensory interactions in low-level sensory cortices are not constrained by stimulus alignment.</a> Cerebral Cortex. 15 (7), 963-974 (2005).</li><li>Molholm, 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=Audio-visual+multisensory+integration+in+superior+parietal+lobule+revealed+by+human+intracranial+recordings.">Audio-visual multisensory integration in superior parietal lobule revealed by human intracranial recordings.</a> Journal of Neurophysiology. 96 (2), 721-729 (2006).</li><li>Peiffer, A. M., Mozolic, J. L., Hugenschmidt, C. E., Laurienti, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age-related+multisensory+enhancement+in+a+simple+audiovisual+detection+task.">Age-related multisensory enhancement in a simple audiovisual detection task.</a> Neuroreport. 18 (10), 1077-1081 (2007).</li><li>Brandwein, A. 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=The+development+of+audiovisual+multisensory+integration+across+childhood+and+early+adolescence:+a+high-density+electrical+mapping+study.">The development of audiovisual multisensory integration across childhood and early adolescence: a high-density electrical mapping study.</a> Cerebral Cortex. 21 (5), 1042-1055 (2011).</li><li>Girard, S., Collignon, O., Lepore, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multisensory+gain+within+and+across+hemispaces+in+simple+and+choice+reaction+time+paradigms.">Multisensory gain within and across hemispaces in simple and choice reaction time paradigms.</a> Experimental Brain Research. 214 (1), 1-8 (2011).</li><li>Mahoney, J. R., Li, P. C., Oh-Park, M., Verghese, J., Holtzer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multisensory+integration+across+the+senses+in+young+and+old+adults.">Multisensory integration across the senses in young and old adults.</a> Brain Research. 1426, 43-53 (2011).</li><li>Foxe, J. J., Ross, L. A., Molholm, S., Stein, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ch.+38.">Ch. 38.</a> The New Handbook of Multisensory Processing. , 691-706 (2012).</li><li>Kinchla, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detecting+target+elements+in+multielement+arrays:+A+confusability+model.">Detecting target elements in multielement arrays: A confusability model.</a> Perception and Psychophysics. 15, 149-158 (1974).</li><li>Miller, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Divided+attention:+Evidence+for+coactivation+with+redundant+signals.">Divided attention: Evidence for coactivation with redundant signals.</a> Cognitive Psychology. 14 (2), 247-279 (1982).</li><li>Eriksen, C. W., Goettl, B., St James, J. D., Fournier, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Processing+redundant+signals:+coactivation,+divided+attention,+or+what?.">Processing redundant signals: coactivation, divided attention, or what?.</a> Perception and Psychophysics. 45 (4), 356-370 (1989).</li><li>Mordkoff, J. T., Yantis, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+interactive+race+model+of+divided+attention.">An interactive race model of divided attention.</a> Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 17 (2), 520-538 (1991).</li><li>Miller, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Timecourse+of+coactivation+in+bimodal+divided+attention.">Timecourse of coactivation in bimodal divided attention.</a> Perception and Psychophysics. 40 (5), 331-343 (1986).</li><li>Gondan, M., Lange, K., Rosler, F., Roder, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+redundant+target+effect+is+affected+by+modality+switch+costs.">The redundant target effect is affected by modality switch costs.</a> Psychonomic Bulletin Review. 11 (2), 307-313 (2004).</li><li>Colonius, H., Diederich, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+race+model+inequality:+interpreting+a+geometric+measure+of+the+amount+of+violation.">The race model inequality: interpreting a geometric measure of the amount of violation.</a> Psychological Review. 113 (1), 148-154 (2006).</li><li>Maris, G., Maris, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Testing+the+race+model+inequality:+A+nonparametric+approach.">Testing the race model inequality: A nonparametric approach.</a> Journal of Mathematical Psychology. 47 (5-6), 507-514 (2003).</li><li>Clark, J. J., Yuille, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Data Fusion for Sensory Information Processing Systems. , (1990).</li><li>Ernst, M. O., Banks, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Humans+integrate+visual+and+haptic+information+in+a+statistically+optimal+fashion.">Humans integrate visual and haptic information in a statistically optimal fashion.</a> Nature. 415 (6870), 429-433 (2002).</li><li>Mahoney, J. R., Verghese, J., Dumas, K., Wang, C., Holtzer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+multisensory+cues+on+attention+in+aging.">The effect of multisensory cues on attention in aging.</a> Brain Research. 1472, 63-73 (2012).</li><li>Mahoney, J. R., Holtzer, R., Verghese, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual-somatosensory+integration+and+balance:+evidence+for+psychophysical+integrative+differences+in+aging.">Visual-somatosensory integration and balance: evidence for psychophysical integrative differences in aging.</a> Multisensory Research. 27 (1), 17-42 (2014).</li><li>Mahoney, J. R., Dumas, K., Holtzer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual-Somatosensory+Integration+is+linked+to+Physical+Activity+Level+in+Older+Adults.">Visual-Somatosensory Integration is linked to Physical Activity Level in Older Adults.</a> Multisensory Research. 28 (1-2), 11-29 (2015).</li><li>Dumas, K., Holtzer, R., Mahoney, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual-Somatosensory+Integration+in+Older+Adults:+Links+to+Sensory+Functioning.">Visual-Somatosensory Integration in Older Adults: Links to Sensory Functioning.</a> Multisensory Research. 29 (4-5), 397-420 (2016).</li><li>Couth, S., Gowen, E., Poliakoff, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+race+model+violation+to+explore+multisensory+responses+in+older+adults:+Enhanced+multisensory+integration+or+slower+unisensory+processing.">Using race model violation to explore multisensory responses in older adults: Enhanced multisensory integration or slower unisensory processing.</a> Multisensory Research. 31 (3-4), 151-174 (2017).</li><li>Gondan, M., Minakata, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+tutorial+on+testing+the+race+model+inequality.">A tutorial on testing the race model inequality.</a> Attention, Perception &amp; Psychophysics. 78 (3), 723-735 (2016).</li><li>Gondan, 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+permutation+test+for+the+race+model+inequality.">A permutation test for the race model inequality.</a> Behavior Research Methods. 42 (1), 23-28 (2010).</li><li>Kiesel, A., Miller, J., Ulrich, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systematic+biases+and+Type+I+error+accumulation+in+tests+of+the+race+model+inequality.">Systematic biases and Type I error accumulation in tests of the race model inequality.</a> Behavior Research Methods. 39 (3), 539-551 (2007).</li><li>Mahoney, J., Cotton, K., Verghese, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multisensory+Integration+Predicts+Balance+and+Falls+in+Older+Adults.">Multisensory Integration Predicts Balance and Falls in Older Adults.</a> Journal of Gerontology: Medical Sciences. , (2018).</li><li>Mahoney, J. R., Verghese, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual-Somatosensory+Integration+and+Quantitative+Gait+Performance+in+Aging.">Visual-Somatosensory Integration and Quantitative Gait Performance in Aging.</a> Frontiers in Aging Neuroscience. 10, 377 (2018).</li><li>Yueh, 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=Long-term+effectiveness+of+screening+for+hearing+loss:+the+screening+for+auditory+impairment--which+hearing+assessment+test+(SAI-WHAT)+randomized+trial.">Long-term effectiveness of screening for hearing loss: the screening for auditory impairment--which hearing assessment test (SAI-WHAT) randomized trial.</a> Journal of the American Geriatrics Society. 58 (3), 427-434 (2010).</li><li>Galvin, J. E., 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=The+AD8:+a+brief+informant+interview+to+detect+dementia.">The AD8: a brief informant interview to detect dementia.</a> Neurology. 65 (4), 559-564 (2005).</li><li>Galvin, J. E., Roe, C. M., Xiong, C., Morris, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validity+and+reliability+of+the+AD8+informant+interview+in+dementia.">Validity and reliability of the AD8 informant interview in dementia.</a> Neurology. 67 (11), 1942-1948 (2006).</li><li>Buschke, 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=Screening+for+dementia+with+the+memory+impairment+screen.">Screening for dementia with the memory impairment screen.</a> Neurology. 52 (2), 231-238 (1999).</li></ol>

وكان الهدف من الدراسة الحالية هو تفصيل العملية الكامنة وراء إنشاء نمط ظاهري قوي للتكامل المتعدد الحواس. هنا، نحن نقدم الخطوات الضرورية والحرجة اللازمة للحصول على آثار التكامل متعددة الحواس التي يمكن استخدامها للتنبؤ بالنتائج المعرفية والحركية الهامة التي تعتمد على الدوائر العصبية مماث...

التفاعلات عبر النظم الحسية ضرورية للوظائف اليومية. في حين يتم قياس تأثيرات التكامل متعدد الحواس عبر مجموعة واسعة من السكان باستخدام تركيبات حسية متنوعة ونهج مختلفة في علم الأعصاب [بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر التصوير النفسي الفيزيائي والكهربائي الفسيولوجي والعصبي 1،2،3،4،5،6،7،8،9،حاليا معيار الذهب ل عدم وجود التكامل الكمي المتعدد الحواس. وبالنظر إلى أن التجارب متعددة الحواس تحتوي عادة على مكون سلوكي، غالباً ما يتم فحص بيانات وقت التفاعل (RT) لتحديد وجود ظاهرة معروفة تسمى تأثير الإشارات الزائدة عن الحاجة10. وكما يوحي اسمها، توفر الإشارات الحسية المتزامنة معلومات زائدة عن الحاجة، والتي عادة ما تسفر عنتكنولوجيات RTs أسرع. تحت نماذج السباق، وإشارة أحادية الحسية التي تتم معالجتها أسرع هو الفائز في السباق ومسؤولة عن إنتاج الاستجابة السلوكية. ومع ذلك، تحدث الأدلة على التنشيط المشترك عندما تكون الاستجابات للمحفزات متعددة الحواس أسرع مما تتوقعه نماذج السباق.
الإصدارات السابقة من نموذج السباق هي بطبيعتها مثيرة للجدل12،13 كما يشار إليها من قبل البعض على أنها محافظة أكثر من اللازم14،15 وزعم أنها تحتوي على قيود فيما يتعلق بالاستقلال بين أوقات الكشف أحادي الحسية المكونة المتأصلة في حالة متعددة الحواس16. في محاولة لمعالجة بعض هذه القيود، وضعت كولونياوس & Diederich16 اختبار نموذج سباق أكثر تقليدية:
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/59575/59575eq1.jpg">,
حيث تتم مقارنة ترددات التوزيع التراكمي (CDFs) للظروف أحادية الحسية (على سبيل المثال، A & B؛ مع حد أعلى واحد) إلى CDF من حالةمتعددة الحواس في وقت واحد (على سبيل المثال، AB) لأي زمن وصول معين (ر)11، 16 سنة , 17-وبوجه عام، يحدد الإطار الإنمائي الشامل عدد المرات التي يحدث فيها الـ RT، ضمن مجموعة معينة من أفرقة الإذاعة والاستجابة للحدود، مقسوماً على العدد الإجمالي للعروض التحفيزية (أي المحاكمات). إذا كان الإطار الإنمائي للحالة <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/59575/59575eq2.jpg"> الفعلية متعددة الحواس أقل من أو يساوي CDF المتوقعة المستمدة من الظروف الأحادية الحسية
<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/59575/59575eq3.jpg">,
ثم يتم قبول نموذج السباق وليس هناك دليل على التكامل الحسي. ومع ذلك، عندما يكون CDF متعدد الحواس أكبر من CDF المتوقعة المستمدة من الظروف أحادية الحسية، يتم رفض نموذج السباق. ويشير رفض نموذج السباق إلى أن التفاعلات المتعددة الحواس من المصادر الحسية الزائدة عن الحاجة تجتمع بطريقة غير خطية، مما يؤدي إلى تسريع عمليات الاستجابة السريعة (على سبيل المثال، تيسير RT) إلى المحفزات المتعددة الحواس.
إحدى العقبات الرئيسية التي يواجهها الباحثون متعددو الحواس هي كيفية تحديد آثار التكامل على أفضل وجه. على سبيل المثال، في حالة النموذج السلوكي المتعدد الحواس الأساسي، حيث يطلب من المشاركين أداء مهمة وقت رد فعل بسيط، يتم جمع المعلومات المتعلقة بالدقة والسرعة. يمكن استخدام هذه البيانات متعددة الحواس في القيمة الاسمية أو التلاعب بها باستخدام تطبيقات رياضية مختلفة بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر تقدير الاحتمال الأقصى18و19 وCDFs11وإحصاءات أخرى مختلفة النهج. استخدمت غالبية دراساتنا السابقة متعددة الحواس على حد سواء النهج الكمية والاحتمالية حيث تم حساب الآثار التكاملية متعددة الحواس من قبل 1) طرح متوسط وقت رد الفعل (RT) إلى حدث متعدد الحواس من متوسط وقت رد الفعل ( RT) إلى أقصر حدث أحادي الحسية، و 2) عن طريق استخدام CDFs لتحديد ما إذا كانتيسير RT نتج عن التفاعلات التآزرية التي تيسرها المعلومات الحسية الزائدة 8،20،21، 22 , 23- ومع ذلك، من المرجح أن المنهجية السابقة لم تكن حساسة للاختلافات الفردية في العمليات التكاملية، وقد افترض الباحثون منذ ذلك الحين أن المنهجية اللاحقة (أي أطر التنمية المجتمعية) قد توفر بديلا أفضل لتحديد الكمية المتعددة الحواس. الآثار التكاملية24.
Gondan وMinakata نشرت مؤخرا البرنامج التعليمي حول كيفية اختبار بدقة عدم المساواة نموذج السباق (RMI) منذ الباحثين في كثير من الأحيان جعل أخطاء لا تعد ولا تحصى خلال مراحل اكتساب ومعالجات مسبقة من جمع البيانات RT وإعداد25. أولاً، يفترض المؤلفون أن من غير المواتي تطبيق إجراءات تشذيب البيانات حيث يتم تعيين حد أدنى وأقصى لـ RT. وهم يوصون بتعيين الاستجابات البطيئة والمحذوفة إلى ما لا نهاية، بدلا ً من استبعادها. ثانياً، بالنظر إلى أن جمهورية جزر المحيط رِّيَّيَّا قد تُنتهك في أي زمن وصول، تُستخدم اختبارات t متعددة في كثير من الأحيان لاختبار جمهورية جزر المحيط رِّيَّابِّيّة جزر المايونيز في نقاط زمنية مختلفة (أي الكانات)؛ للأسف، تؤدي هذه الممارسة إلى زيادة خطأ النوع الأول وانخفاض كبير في الطاقة الإحصائية. ولتجنب هذه المشكلات، يوصى باختبار جمهورية جزر المحيط رُصفي الأمم المتحدة على مدى زمني محدد واحد. وقد اقترح بعض الباحثين أنه من المنطقي لاختبار أسرع الربع من الردود (0-25٪)26 أو بعض النوافذ المحددة مسبقا (أي، 10-25٪)24،27 كما لوحظت عادة آثار التكامل متعدد الحواس خلال تلك الفترة الزمنية؛ ومع ذلك، فإننا نقول إن النطاق المئوية الذي سيتم اختباره يجب أن تمليه مجموعة البيانات الفعلية (انظر قسم البروتوكول 5). المشكلة مع الاعتماد على البيانات المنشورة من الشباب البالغين أو محاكاة الكمبيوتر هو أن كبار السن تظهر توزيعات RT مختلفة جدا، على الأرجح بسبب انخفاض المرتبطة بالعمر في النظم الحسية. ولا ينبغي اختبار اختبار أهمية نموذج العرق إلا على الأجزاء المنتهكة (القيم الإيجابية) من موجة الفرق المتوسطة الجماعية بين الصناديق الإنمائية المشتركة الفعلية والمتوقعة من مجموعة الدراسة.
ولهذا الغرض، تم إثبات تأثير وقائي للاندماج المتعدد الحواس في البالغين الأصحاء باستخدام الاختبار التقليدي لنموذج السباق16 والمبادئ التي وضعها غوندان وزملاؤه25. في الواقع، تم العثور على حجم أكبر من RMI البصرية الحسية (وكيل للتكامل متعدد الحواس) لتكون مرتبطة أفضل أداء التوازن، وانخفاض احتمال سقوط الحوادث وزيادة أداء مشية المكانية28،29.
والهدف من التجربة الحالية هو تزويد الباحثين مع البرنامج التعليمي خطوة بخطوة لحساب حجم آثار التكامل متعدد الحواس باستخدام جمهورية جزر المحيط ريسيره، لتسهيل زيادة إنتاج الدراسات البحثية الترجمة المتنوعة عبر العديد من التجمعات السريرية المختلفة. لاحظ أن البيانات المقدمة في الدراسة الحالية هي من التجارب البصرية الجسدية الحسية التي نشرت مؤخرا أجريت على كبار السن الأصحاء28،29، ولكن هذه المنهجية يمكن تطبيقها على مختلف الأترابيات عبر العديد من مختلف التصاميم التجريبية، وذلك باستخدام مجموعة واسعة من تركيبات متعددة الحواس.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>stimulus generator</td>
			<td>Zenometrics, LLC; Peekskill, NY, USA</td>
			<td>n/a</td>
			<td>custom-built</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Excel</td>
			<td>Microsoft Corporation</td>
			<td></td>
			<td>spreadsheet program</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eprime</td>
			<td>Psychology Software Tools (PST)</td>
			<td></td>
			<td>stimulus presentation software</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

using the race model inequality to quantify behavioral multisensory integration effects

بحث التكامل متعدد الحواس يبحث في كيفية معالجة الدماغ للمعلومات الحسية في وقت واحد. تكشف الأبحاث على الحيوانات (القطط والرئيسيات أساسا) والبشر أن التكامل المتعدد الحواس سليمة أمر بالغ الأهمية للعمل في العالم الحقيقي، بما في ذلك كل من الأنشطة المعرفية والبدنية. الكثير من البحوث التي أجريت على مدى العقود العديدة الماضية وثائق آثار التكامل متعددة الحواس باستخدام تقنيات متنوعة النفسية الفيزيائية، والكهرولوجية، والتصوير العصبي. في حين تم الإبلاغ عن وجودها, الأساليب المستخدمة لتحديد حجم آثار التكامل متعدد الحواس يختلف وعادة ما يواجه الكثير من الانتقادات. في ما يلي، يتم تحديد قيود الدراسات السلوكية السابقة ويتم توفير البرنامج التعليمي خطوة بخطوة لحساب حجم تأثيرات التكامل متعدد الحواس باستخدام نماذج احتمال قوية.

وكان الغرض من هذه الدراسة هو توفير برنامج تعليمي تدريجي لنهج منهجي لتحديد حجم آثار التكامل مقابل، لتعزيز نشر دراسات جديدة متعددة الحواس باستخدام تصاميم وتجهيزات تجريبية مماثلة (انظر الشكل 1 ). لقطات من كل خطوة والحساب اللازمة لاستخلاص حجم من آثار التكامل متعدد الحواس، كما ...

Watch this Scientific Journal Video about Using the Race Model Inequality to Quantify Behavioral Multisensory Integration Effects at JoVE.com

Using the Race Model Inequality to Quantify Behavioral Multisensory Integration Effects

استخدام عدم المساواة نموذج السباق لتحديد آثار التكامل السلوكي المتعدد الحواس

وتهدف الدراسة الحالية إلى توفير برنامج تعليمي خطوة بخطوة لحساب حجم آثار التكامل المتعدد الحواس في محاولة لتسهيل إنتاج الدراسات البحثية الترجمة عبر مختلف المجموعات السكانية السريرية.

Multisensory integration research investigates how the brain processes simultaneous sensory information. Research on animals (mainly cats and primates) ...

إن وضع طريقة قابلة للاستنساخ لحساب حجم آثار التكامل متعددة الحساسية أمر هام، لأنه سيساعد في تسهيل البحوث الانتقالية المستقبلية عبر مختلف الفئات السكانية السريرية. الميزة الرئيسية لتقنيتنا هي أننا قادرون على قياس نمط ظاهري قوي من التكامل متعدد الحساسية الذي يرتبط لاحقًا بنتائج معرفية وحركية مهمة في الشيخوخة ، مثل التوازن والسقوط والمشية والوظائف التنفيذية. تبدأ باستخدام برنامج العرض التحفيزي لبرنامج تجربة وقت رد فعل بسيط مع ثلاثة شروط تجريبية ، بصرية وحدها ، somatosensory وحدها ، ومتزامنة البصرية somatosensory.استخدام مولد التحفيز مع ثلاثة صناديق التحكم. تحتوي صناديق التحكم اليسرى والأيمن على ثنائيات ثنائية زرقاء تنبعث من الضوء تضيء للتحفيز البصري والمحركات الثنائية مع سعة اهتزاز 0.8 G التي تهتز من أجل التحفيز الضموري ، بالإضافة إلى السكن البلاستيكي للمحفزات. بعد ذلك، ضع مربع تحكم وهمية مركز متساوية البعد عن مربعات التحكم الأيمن والأيسر، ولصق ملصق الهدف المرئي لتكون بمثابة نقطة التثبيت.بعد إعداد التجربة، رافق المشارك إلى غرفة الاختبار. جعل المشارك يجلس منتصبا وراحة وضع أيديهم على صناديق التحكم اليمنى واليسرى. ضع أصابع مؤشر استراتيجيًا فوق المحركات الاهتزازية التي تم تركيبها على الجزء الخلفي من مربع التحكم والإبهام في الجزء الأمامي من مربع التحكم تحت مصابيح LED ، لعدم منع الضوء.تأكد من أن المحفزات somatosensory غير مسموع من خلال تزويد المشاركين مع سماعات الرأس التي يتم تشغيل الضوضاء البيضاء المستمرة على مستوى مريح. واِستخدم المشارك دواسة القدم الموجودة تحت القدم اليمنى كمنصة استجابة. وأخيراً، يجب أن يستجيب المشارك لكل حافز في أسرع وقت ممكن بغض النظر عما إذا كان يشعر به، أو يراه، أو يشعر به ويراها.بدء التحليل باستبعاد المشاركين الذين لا يستطيعون تحقيق دقة 70٪ صحيحة أو أكثر على أي شرط واحد التحفيز. اعتبر التجارب غير دقيقة إذا فشل المشارك في الاستجابة للحافز خلال فترة الاستجابة المحددة، وحدد وقت رد الفعل المقابل، أو RT، إلى ما لا نهاية بدلاً من استبعاد التجربة من التحليل. يتم فرز بيانات RT بترتيب تصاعدي حسب الشرط التجريبي.ضع شروط المرئية وsmatosensory و VS في أعمدة منفصلة من بيانات RT المفرزة. تأكد من أن كل صف يمثل تجربة واحدة وكل خلية تمثل RT الفعلي. ملاحظة، لا تستخدم إجراءات اقتطاع البيانات حذف RTs بطيئة جداً، لأن هذا سوف التحيز توزيع البيانات RT. تأكد من تعيين RTs التي هي القيم المتطرفة بشكل واضح إلى ما لا نهاية.ثم، إلى bin بيانات RT، تحديد أسرع وأبطأ RT. طرح أبطأ RT من أسرع من أجل حساب نطاق RT الفردية عبر جميع ظروف الاختبار. Bin RT البيانات من 0٪ إلى 100٪ في زيادات 5٪ عن طريق أخذ أسرع RT وإضافة تدريجيا 5٪ إلى نطاق RT المحسوبة سابقا حتى يتم حساب 100٪ من بيانات RT، لنتيجة في 21 سلة الوقت. بعد ذلك ، داخل جدول بيانات الكمبيوتر ، استخدم دالة تردد حيث يساوي الصفيف واحد RTs الفعلي لأحد الشروط التجريبية والصفيف الثاني يساوي 21 سلة RT كمية تم حسابها مسبقًا مقسومة على إجمالي عدد التجارب ، 45 ، لكل حالة.ثم، إنشاء تكرار التوزيع التراكمي، أو CDF، عن طريق جمع مجموع التشغيل من الاحتمالات عبر صناديق كمي لكل من الشروط التجريبية الثلاثة. يمثل CDF من شرط متعدد الحساسية CDF الفعلي. لحساب CDF المتوقعة، جمع CDFs unisensory اثنين مع تعيين حد أعلى إلى واحد.استخدم هذه الصيغة عبر كل واحدة من صناديق الوقت 21 المُكمّمة. تبدأ في المئين الصفر، والاستمرار على طول الطريق وصولاً إلى المئين 100 لبن 21. بعد ذلك، لإجراء اختبار عدم المساواة في نموذج السباق، طرح CDF المتوقعة من CDF الفعلي لكل من 21 صناديق الوقت كمي للحصول على قيم الفرق.رسم هذه القيم 21 كرسم بياني خط، حيث يمثل المحور س كل واحد من صناديق الوقت كمي ومحور ص يمثل الفرق الاحتمال بين CDFs الفعلية والمتوقعة. هنا، تشير القيم الموجبة في أي زمن زمن إلى تكامل المحفزات الأحادية وتعكس انتهاكًا لجمهورية جزر مارشال. لقياس التأثير متعدد الحساسية على مستوى المجموعة، متوسط المجموعة بيانات RMI الفردية عبر جميع المشاركين.استخدم جدول بيانات لتعيين الأفراد إلى الصفوف وحاويات الوقت للأعمدة. ثم، في جدول بيانات جديد، ضع قيم الفرق 21 المحسوبة مسبقًا في صفوف فردية ومتوسط القيم داخل صناديق الوقت لإنشاء نموذج موجي واحد للاختلاف المتوسط للمجموعة. ثم، رسم متوسط المجموعة 21 القيم كرسم بياني خط، حيث يمثل المحور س كل واحد من صناديق الوقت كمي ومحور ص يمثل الفرق الاحتمال بين CDFs.وأخيراً، حساب المساحة تحت المنحنى لكل فرد باستخدام بيانات أحد المشاركين كمثال. جمع قيمة الفرق CDF في وقت بن واحد مع قيمة الفرق CDF في وقت بن اثنين، ثم قسمة على اثنين. فحص كل زوج متتالي من صناديق الوقت التي تحتوي على قيم موجبة.ثم، جمع هذه النتائج لتوليد مجموع AUC من موجة الفرق CDF خلال نطاق المئين انتهاكها من 0.00 إلى 0.10. تشير النتائج إلى حدوث انتهاك متوسط للمجموعة على مدى صفر إلى 10٪ مئوية لعينة من 333 من كبار السن. العدد الإجمالي للقيم الموجبة، صفر، واحد، اثنان، أو ثلاثة، لتلك الكمية الثلاثة، 0.00 إلى 0.10، يحدد أي مجموعة تصنيف متعددة الحساسية يتم تعيين شخص إلى، إما ناقصة أو فقيرة أو جيدة، أو متفوقة، على التوالي.وكما سبق أن وصفنا، من الأهمية بمكان تجنب إجراءات تقليم البيانات، لأنها تحيز توزيعات RT. يجب تعيين أوقات رد الفعل البطيئة والتجارب المحذوفة إلى ما لا نهاية. وكان الهدف الرئيسي هنا هو تطوير نمط ظاهري قوي من التكامل المتعدد الحساسية.أما وقد قلت ذلك، ونحن على بينة من أنماط التكامل متعددة الحساسية التفاضلية في الشيخوخة، وستكون خطوتنا التالية للكشف عن الشبكات العصبية المسؤولة عن هذه العمليات التكاملية مع تحديد كيفية التعديلات الهيكلية أو الوظيفية محددة تسهم في أنماط التكامل التفاضلي. نحن نعمل على تحديد الارتباطات العصبية المرتبطة بالتكامل البصري في الشيخوخة، ونعتقد أن مثل هذه التطورات ستوفر رؤى حول العديد من الأمراض، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر الزهايمر وباركنسون.

Research

JoVE Journal

Behavior

Stereotactic Injection of MicroRNA-expressing Lentiviruses to the Mouse Hippocampus CA1 Region and Assessment of the Behavioral Outcome

حقن المجسم من الرنا الميكروي، معربا عن Lentiviruses إلى CA1 الحصين ماوس المنطقة وتقييم حصيلة السلوكية

MicroRNAs (miRNAs) are small regulatory single-stranded RNA molecules around 22 nucleotides long that may each target numerous mRNA transcripts and dim an ...

Behavioral Phenotyping of Murine Disease Models with the Integrated Behavioral Station (INBEST)

Behavioral Phenotyping of Murine Disease Models with the Integrated Behavioral Station INBEST

السلوكية Phenotyping من نماذج الأمراض الفئران مع محطة المتكاملة السلوكية (INBEST)

Due to rapid advances in genetic engineering, small rodents have become the preferred subjects in many disciplines of biomedical research. In studies of ...

The Forced Swim Test as a Model of Depressive-like Behavior

والسباحة الاختبار القسري كنموذج للاكتئاب مثل السلوك

The goal of the present protocol is to describe the forced swim test (FST), which is one of the most commonly used assays for the study of depressive-like ...

Applying Stereotactic Injection Technique to Study Genetic Effects on Animal Behaviors

تطبيق المجسم حقن التقنية لدراسة التأثيرات الوراثية على سلوكيات الحيوان

Stereotactic injection is a useful technique to deliver high titer lentiviruses to targeted brain areas in mice. Lentiviruses can either overexpress or ...

Vagus Nerve Stimulation as a Tool to Induce Plasticity in Pathways Relevant for Extinction Learning

تحفيز العصب المبهم كأداة للحث على اللدونة في مسارات ذات الصلة من أجل التعلم الانقراض

Extinction describes the process of attenuating behavioral responses to neutral stimuli when they no longer provide the reinforcement that has been ...

A Method to Quantify Visual Information Processing in Children Using Eye Tracking

طريقة لتحديد البصرية معالجة المعلومات لدى الأطفال عن طريق تتبع العين

Visual problems that occur early in life can have major impact on a child's development. Without verbal communication and only based on observational ...

Behavioral Disturbances: An Innovative Approach to Monitor the Modulatory Effects of a Nutraceutical Diet

الاضطرابات السلوكية: نهج مبتكر لرصد الآثار تغييري من حمية نوترسوتيكل

In dogs, diets are often used to modulate behavioral disturbances related to chronic anxiety and stress caused by intense and restless activity. However, ...

Using the FishSim Animation Toolchain to Investigate Fish Behavior: A Case Study on Mate-Choice Copying In Sailfin Mollies

Using the FishSim Animation Toolchain to Investigate Fish Behavior: A Case Study on Mate-Choice Copying In Sailfin Mollies

استخدام Toolchain الرسوم المتحركة فيشسيم للتحقيق في سلوك الأسماك: دراسة حالة عن رفيقه-خيار النسخ في مليس سيلفين

Over the last decade, employing computer animations for animal behavior research has increased due to its ability to non-invasively manipulate the ...

Behavioral Assessments of Spontaneous Locomotion in a Murine MPTP-induced Parkinson's Disease Model

تقييمات السلوكية للحركة عفوية في نموذج مورين MPTP الناجمة عن مرض باركنسون

Parkinson&#8217;s disease (PD) is a common neurodegenerative disorder disease, causing the phenomenon of shaking, rigidity, slowness of movement and ...

Assessing the Autonomic and Behavioral Effects of Passive Motion in Rats using Elevator Vertical Motion and Ferris-Wheel Rotation

تقييم الآثار اللاإرابية والسلوكية للحركة السلبية في الفئران باستخدام الحركة الرأسية المصعد ودوران عجلة فيريس

The overall goal of this study is to assess the autonomic and behavioral effects of passive motion in rodents using the elevator vertical motion and ...