Name: testing tactile masking between the forearms
Uploaded: 2016-02-10T15:00:00.000+00:00
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LRH wurde von der Natur- und Ingenieurwissenschaften Research Council (NSERC) von Kanada unterstützt. SD wurde teilweise von der NSERC CREATE Programm unterstützt.

Alle Versuche wurden von der York Ethics Board genehmigt und alle Teilnehmer Einverständniserklärungen unterzeichnet. Die Experimente wurden in Übereinstimmung mit dem Vertrag von Helsinki durchgeführt. 1. Stimuli <ol><li> Taktile Erkennung Stimulus <ol><li> Verwenden Sie ein Schütz (1,17 &quot;Durchmesser und 0,30&quot; dick) für 100 ms taktile Reize von 250 Hz Vibration zu liefern. eine speziell gebaute Schütz Verwendung liefert eine lineare Beziehung zwischen dem Betrag der Bewegung und der angelegten Spannung. </li><li> Kontrollieren Tastreizes Lieferung mit einem 64-Bit-Soundkarte. <ol><li> Um das Schütz, behandeln es als einen Lautsprecher treiben. Schließen Sie einen Stereo-Audio-Verstärker auf eine 64-Bit-Computer-Stereo-Soundkarte. Schließen Sie das Schütz zu einem der Ausgänge des Verstärkers (zB die &quot;linken Lautsprecherausgang). Schließen Sie den zweiten Kanal (zB die &quot;richtige Lautsprecherausgang&quot;) des Verstärkers zu einem regulären Lautsprecher akustische Signale an das Par zu schaffennehmer. </li><li> In der Computercode, der das Experiment steuert, erzeugt die Wellenform, die das Schütz (beispielsweise eine 250 Hz Sinuswelle mit einer Dauer von 100 msec), und eine andere Wellenform für die akustischen Signal (beispielsweise ein 3000 Hz Sinuswelle mit einer verwendet werden soll zum Schwingen Dauer von 100 msec). Siehe Beispiel Code 1 in der Zubehör-Code-Datei. </li><li> Setzen jeder dieser beiden Wellenformen in eine zweidimensionale Anordnung. Für die Schütz Array setzen das Signal in der ersten Dimension und stellen Sie die zweite Dimension auf Null. Für den Ton Array setzen das Signal in der zweiten Dimension und stellen die erste auf Null. Spielen Sie den entsprechenden Array an die Soundkarte an der entsprechenden Stelle im Programm. Siehe Beispiel Code 1 in der Zubehör-Code-Datei für eine Demonstration, wie das gemacht wird. </li></ol></li><li> Bringen Sie das Schütz zu einem Gurt mit einem mechanischen basierte Befestigungs Produkt. </li></ol></li><li> Maskierreiz <ol><li> Geben Sie die Maskierreiz durch ein elektrisches, hand Held Vibrator (4 cm Durchmesser, 83 Hz, wenn setzen auf &quot;low&quot;). </li><li> Basierend auf den Gebieten, in denen Maskierung getestet werden soll, wählen Sie die Websites, auf denen die Maskierreizes aufgebracht werden soll. </li></ol></li></ol> 2. Versuchsaufbau und Gestaltung <ol><li> Ordnen Sie den Computer und Geräte auf einem Schreibtisch, mit einem Stuhl davor, für den Experimentator. </li><li> Stellen Sie einen Tisch, auf dem die Teilnehmer ihre linke (Test) Armlehne. Legen Sie einen Stuhl auf der rechten Seite der Tabelle. Legen Sie eine Armlehne Stand neben dem Stuhl, auf dem die Teilnehmer ihr Recht (Maskierung Arm) Ellenbogen ruhen. In Polsterung an den Tisch und Armlehne für Komfort. </li><li> Vereinbaren Sie einen Lautsprecher auf einem mechanisch isoliert Oberfläche. Vereinbaren Fußpedale (verbunden mit dem linken und rechten Tasten einer Computermaus), so dass die Füße des Teilnehmers wird bequem auf ihnen (Abbildung 1) ruhen. </li><li> Wählen Sie die Parameter der Studie, einschließlich der entsprechenden Anzahl von Studien erforderlicheine verlässliche Schätzung der Schwellenwert (in der Regel zwischen 40-50 Versuche) und die Anzahl der Blöcke, in welche das Experiment (zB zwei Blöcke von 20-25 Versuche pro Bedingung) unterteilt werden soll zu erhalten. </li><li> Machen Sie eine Liste der Reihenfolge, in der die Bedingungen, durchgeführt werden. Verwenden Sie diese Liste zu bestimmen, wo die Maskierung Reiz für jeden Block zu halten. </li><li> Geben Sie die Anzahl der Versuche direkt in den Computerprogrammcode (zB ntrials = 25; siehe Zusatzcode-Datei). Sicherzustellen, dass jeder Block nicht mehr als 10 min Aufmerksamkeit beizubehalten. </li><li> Programmieren Sie eine Zwei-Alternative-Forced-Choice taktile Detektionsaufgabe 11, in der Intensität Reiz ist mit einem Bayesian adaptive psychophysischen Treppe psychometrischen Verfahren 12 gesteuert. <ol><li> Für jeden Versuch, präsentieren zwei 1 Sekunden-Intervallen, gekennzeichnet durch drei Signaltöne (5 kHz, 3 kHz und 5 kHz, Dauer 100 ms), mit dem taktilen Reiz in der Mitte präsentiert von einem der Intervalle. Haben die Teilnehmer indicate in dem Intervall der Reiz durch Fußpedale (links für erste, direkt für die zweite) vorgestellt wurde. Siehe Beispiel-Code 2, die zeigt, wie die Intervalle ausgeführt werden und erzielt. Hinweis: Die Computer-Scores die Antwort als &quot;richtig&quot; oder &quot;falsch&quot; und dem adaptiven Treppe wählt den nächsten Wert entsprechend präsentiert werden. Hinweis: Dieses Verfahren bestimmt einen Schwellenwert für die Schwingung an der Teststelle zu detektieren. </li></ol></li></ol><img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/53733/53733fig1.jpg" /> Abbildung 1. Experimentelles Design. Diese Abbildung zeigt den Aufbau des Experiments und die verwendeten Materialien. Siehe Text für Details. 3. Versuchsdurchführung <ol><li> Erhalten eine schriftliche Einverständniserklärung. Setzen Sie die Teilnehmer auf dem Stuhl mit den Füßen bequem auf den Antwort Fußpedale ruht und erläutern die Versuchsdurchführung. &lt;/ Li&gt; <li> Messen und die Länge der Rückenfläche des linken Unterarms aufzunehmen. Übernehmen Sie den Gurt so das Schütz in der Mitte des Arms auf halbem Weg zwischen der Innenwinkel des Ellenbogens und der Handgelenksfalte positioniert ist. </li><li> Wickeln Sie ein Tensor Verband lose um den Arm mehrmals das Schütz in Position zu halten. </li><li> Weisen Sie die Teilnehmer ihre linken Arm auf den Tisch zu legen und ihren rechten Ellbogen auf die Armlehne ruhen. Augenbinde, die Teilnehmer zu verhindern, dass sie auf den Reiz oder Standort suchen Maskierung und sie anweisen, während des gesamten Versuchs geradeaus zu schauen. </li><li> Beginnen Sie mit einem Block von 20 Praxis Studien (ohne Maskierung Stimulus), um vertraut zu machen Teilnehmer mit dem taktilen Erkennung Aufgabe und ihnen zu ermöglichen, mit den taktilen Reizen vertraut zu machen. </li><li> Im Anschluss an die Praxis Studien beginnen, das Experiment, die Blöcke von Bedingungen in einer zufälligen, ausgeglichen fahrbereitem Zustand. Vor jeder Block beginnen, stellen Sie sicher, dass die Arme und die Maskierung stimulus sind in den richtigen Positionen. <ol><li> Für jede Bedingung, halten Sie die Maskierreiz von der gewählten Standort, die sich auf der Liste der Bedingungen früher gemacht. Kreuz aus jedem Zustand, wie es laufen wird. Halten Sie die Maskierreiz während jeder Datenblock Sammlung Studien annähernd konstanten Druck aufrechterhalten. Die Maskierreiz können durch dünne Kleidung aufgetragen werden. </li><li> Führen Sie das Versuchsprogramm, das durch eine festgelegte Anzahl von Versuchen ausgeführt wird, wie zuvor ausgewählt. Einführung einer 2 min Ruhezeit nach jedem kurzen Block von Studien. Nach einer gegebenen Block von Studien abgeschlossen ist, wählen Sie die nächste Seite für die Maskierung Reiz und das Programm erneut aus. Wiederholen, bis alle Prüfungen abgeschlossen sind. </li></ol></li></ol> 4. Datenanalyse <ol><li> Durch das adaptive Treppe Programm 12, passen die Teilnehmerdaten mit einem kumulierten Gauß&#39;schen Die Formel für einen kumulierten Gauß&#39;schen zurückgekehrt zu visualisieren und die Schätzung des Schwellenwerts bestätigen(Sigmoid), die von 50% geht (Zufallsniveau - gleiche Anzahl von 0s - falsch und 1&#39;S- korrekt) bis 100% (alle 1, alle korrekt) ist: Wahrscheinlichkeit einer korrekten Antwort = 0,5 + 0,5 / (1 + exp (- (x-x0) / std)) wobei x der Intensitätswert getestet ist, x0 ist die Schwelle von 75% Wert, und std ist die Standardabweichung der Schätzung. Diese Formel kann an die Daten angepasst werden unter Verwendung eines beliebigen Kurvenanpassungssoftware und der damit x0 Wert im Vergleich zu dem adaptiven Treppe Wert. <ol><li> Stellen Sie sicher, dass die Kurve zwischen 50% (Zufall Leistung) und 100% geht. Statistische Analysen durchzuführen (beispielsweise t-Tests oder ANOVA) auf den 75% Schwellenwerten unter jeder Bedingung des Experiments erhalten (beispielsweise zwischen verschiedenen Maskierungs sites) zu bestimmen, ob es irgendwelche Unterschiede zwischen den Bedingungen getestet. </li></ol></li><li> Um Ausreißer zu identifizieren, den Mittelwert und die Standardabweichung für einen bestimmten Zustand zu berechnen. Vergleichen einzelnen Teilnehmer Punktzahl mit der mittleren undwenn ein Einzelergebnis ist mehr als zwei Standardabweichungen von das bedeutet dann betrachten diese Punktzahl als Ausreißer und entfernen Sie sie aus der Analyse. Alternative Kriterien können verwendet werden, falls gewünscht. </li><li> Um die Werte der Intensität der Schütze standardisieren (die in sind in willkürlichen Einheiten), wandeln sie in Bezug auf die Regelschwellen zu Dezibel (gemessen, wenn die Maskierungs Stimulus an die Steuerstelle aufgetragen wird, beispielsweise der Schulter). Verwenden Sie diese Formel: dB = 10 x log 10 (Schwellenwert / Steuer Schwellenwert). </li></ol>

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E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+cutaneous+stimulation:+The+discrimination+of+vibratory+patterns.">Multiple cutaneous stimulation: The discrimination of vibratory patterns.</a> J. Acoust. Soc. Am. 37, 797-801 (1965).</li><li>Craig, 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=Vibrotactile+loudness+addition.">Vibrotactile loudness addition.</a> Percept. Psychophys. 1, 185-190 (1966).</li></ol>

Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessen haben.

Hier wird ein detailliertes Protokoll für Gegen taktile Maskierung wird beschrieben und bisher veröffentlichten Ergebnisse mit Hilfe der Technik taktile Erkennungsschwellen zu testen, werden angezeigt. Der Vorteil dieser Methode ist, dass Schwellen gemessen werden eine psychophysikalisch strengen Technik. Die zwei Alternative gezwungen Wahl (2AFC) Verfahren ist relativ unempfindlich gegenüber Antworttendenz und somit von Aufmerksamkeitseffekten. Die adaptive Treppe Verfahren auf dem tatsächlichen Schwellenwert Honen...

Taktile Maskierung ist, wo ein taktiler Reiz an einer Stelle auf dem Körper, um die Wahrnehmung einer Berührung an einer anderen Stelle verändert. Dies ist eine Technik Pionierarbeit von von Bekesy ein Standort-Wechselwirkungen zu offenbaren, insbesondere laterale Hemmung, zwischen den Bereichen der Haut, die auf der Körperoberfläche benachbart sind. Während taktile Maskierungs ausgiebig über die Jahre untersucht wurde, hat sich die Forschung überwiegend ipsilateral taktile Maskierung unter Verwendung elektrischer Stimulation 2, 3, 4 und taktile Stimulation Druck 5, 6 untersucht. Im Gegensatz dazu haben nur wenige Studien bei Gegen taktile Maskierung sah in dem die Maskierung und Sondenorte entfernt werden weit kann. 9, aber diese Studien wurden weitgehend eingeschränkt Blick auf die Hände und Finger 7 - Langstrecken-taktile Maskierungseffekte wurden zwischen spiegelsymmetrisch Punkte auf der Hand und Arm 5, 7 gezeigt, 10, mit umfangreicheren Teilen des ganzen Körpers weitgehend ignoriert. Ein Ziel dieser Langstrecken-Maskierung Experimente ist zu zeigen, wie die Komponenten der Vertretung der Körper im Gehirn funktionell verknüpft werden. Hier wird das Phänomen der Langstrecken-taktilen Maskierung durch Untersuchung untersucht, wie Vibrationen zu einem Unterarm könnte Tastempfinden Schwellen auf der gegenüberliegenden Unterarm beeinflussen. Schwellenwert bezieht sich auf die minimale Stimulus, der erforderlich ist, einen Stimulus zu detektieren. Wir definieren dies als die Intensität, bei der der Stimulus 75% der Zeit erfasst wird. Wir verwendeten eine taktile Maskierungstechnik, bei der taktile Empfindlichkeit (der reziproke Wert threshold) auf einen Unterarm in Gegenwart eines schwingenden Stimulus (die Maske) auf einem anderen Teil des Körpers gemessen. Wirksame Maskierung wird durch eine Erhöhung der Nachweisgrenze, dh einer Verringerung der Empfindlichkeit ergab. Die Technik kann verwendet werden in Verbindung mit weiteren Manipulationen, wie unterschiedlichen Gliedmaßen Position or Bewegung ihre Auswirkungen auf die Wirksamkeit der Maskierung zu erkunden. Hier haben wir vibrotaktilen Reize als Maskierungs Reiz. Der Vorteil davon ist, dass die Frequenz und damit der Rezeptor-Typ, die es stimuliert gesteuert werden kann. Die Technik könnte erweitert werden, um Schmerzen zu suchen mit Hilfe elektrischer Impulse als Sonde oder Maske oder beides. Außerdem kann jede Website als Maskierungs Website verwendet werden, um die Untersuchung der Akupunktur-Sites zum Beispiel ermöglichen.

<table><tbody><tr><td>C-2 tactor</td><td>ATAC Technology; Engineering Acoustics, Inc.</td><td></td><td>http://www.atactech.com/PR_tactors.html</td></tr><tr><td>Magic Wand</td><td>Hitachi</td><td></td><td>http://magicwandoriginal.com/magic-wand-original/</td></tr><tr><td>FC5 Foot Pedals</td><td>Yamaha Corporation</td><td></td><td>http://ca.yamaha.com/en/products/music-production/accessories/footpedals/fc5/?mode=model</td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>The Mathworks, Inc.</td><td></td><td>http://www.mathworks.com/products/matlab/</td></tr><tr><td>Velcro</td><td>Velcro Industries B.V.</td><td></td><td>http://www.velcro.com/</td></tr></tbody></table>

testing tactile masking between the forearms

Masking, in which one stimulus affects the detection of another, is a classic technique that has been used in visual, auditory, and tactile research, usually using stimuli that are close together to reveal local interactions. Masking effects have also been demonstrated in which a tactile stimulus alters the perception of a touch at a distant location. Such effects can provide insight into how components of the body's representations in the brain may be linked. Occasional reports have indicated that touches on one hand or forearm can affect tactile sensitivity at corresponding contralateral locations. To explore the matching of corresponding points across the body, we can measure the spatial tuning and effect of posture on contralateral masking. Careful controls are required to rule out direct effects of the remote stimulus, for example by mechanical transmission, and also attention effects in which thresholds may be altered by the participant's attention being drawn away from the stimulus of interest. The use of this technique is beneficial as a behavioural measure for exploring which parts of the body are functionally connected and whether the two sides of the body interact in a somatotopic representation. This manuscript describes a behavioural protocol that can be used for studying contralateral tactile masking.

Die Analyse der Daten wurde in 13 berichtet. Tastgefühl (ausgedrückt relativ zu den Schwellenwerten in der Kontrollbedingung gemessen wird) auf dem Unterarm wurde signifikant verringert (Schwellenwerte wurden signifikant erhöht), wenn vibrotaktile Maskierungs Stimulation zum gegenüberliegenden Arm (2A) angewendet wurde, einen kontralateralen Maskierungseffekt zwischen Unterarme zeigen. Die Wirkung war abhängig von der Position des Maskierungs Stimulus auf...

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Testing Tactile Masking between the Forearms

Testing Tactile Maskierung zwischen den Unterarmen

Here we explore contralateral tactile masking between the forearms in which tactile detection thresholds are modulated by vibration applied to a remote site. The details of which remote sites have an effect can tell us about how the body is represented in the brain.

Masking, in which one stimulus affects the detection of another, is a classic technique that has been used in visual, auditory, and tactile research, ...

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Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Behavior

6.3K Aufrufe.  York University. Here we explore contralateral tactile masking between the forearms in which tactile detection thresholds are modulated by vibration applied to a remote site. The details of which remote sites have an effect can tell us about how the body is represented in the brain. 

Serie: Testing Tactile Masking between the Forearms

Measurement of Vibration Detection Threshold and Tactile Spatial Acuity in Human Subjects

Tests that allow the precise determination of psychophysical thresholds for vibration and grating orientation provide valuable information about mechanosensory function that are relevant for clinical diagnosis as well as for basic research. Here, we describe two psychophysical tests designed to determine the vibration detection threshold (automated system) and tactile spatial acuity (handheld device). Both procedures implement a two-interval forced-choice and a transformed-rule up and down experimental paradigm. These tests have been used to obtain mechanosensory profiles for individuals from distinct human cohorts such as twins or people with sensorineural deafness.

Here, we present protocols to determine vibration detection thresholds and tactile acuity using psychophysical methods in man.

Die Messung der Schwingungserfassungsschwelle und Tactile Spatial Acuity in Human Subjects

Tests that allow the precise determination of psychophysical thresholds for vibration and grating orientation provide valuable information about ...

Forschung

Verhalten

Creating Virtual-hand and Virtual-face Illusions to Investigate Self-representation

Studies investigating how people represent themselves and their own body often use variants of &#34;ownership illusions&#34;, such as the traditional rubber-hand illusion or the more recently discovered enfacement illusion. However, these examples require rather artificial experimental setups, in which the artificial effector needs to be stroked in synchrony with the participants&#39; real hand or face&#8212;a situation in which participants have no control over the stroking or the movements of their real or artificial effector. Here, we describe a technique to establish ownership illusions in a setup that is more realistic, more intuitive, and of presumably higher ecological validity. It allows creating the virtual-hand illusion by having participants control the movements of a virtual hand presented on a screen or in virtual space in front of them. If the virtual hand moves in synchrony with the participants&#39; own real hand, they tend to perceive the virtual hand as part of their own body. The technique also creates the virtual-face illusion by having participants control the movements of a virtual face in front of them, again with the effect that they tend to perceive the face as their own if it moves in synchrony with their real face. Studying the circumstances that illusions of this sort can be created, increased, or reduced provides important information about how people create and maintain representations of themselves.

Here, we describe virtual-hand and virtual-face illusion paradigms that can be used to study body-related self-perception/-representation. They have already been used in various studies to demonstrate that, under specific conditions, a virtual hand or face can be incorporated into one&#39;s body representation, suggesting that body representations are rather flexible.

Virtuelle Hand und Virtual-face Illusions Erstellen zur Untersuchung der Selbstdarstellung

Studies investigating how people represent themselves and their own body often use variants of &#34;ownership illusions&#34;, such as the traditional ...

A Simple Non-invasive Method for Temporary Knockdown of Upper Limb Proprioception

Proprioception may be the least well measured of all contributors to the neural control of movement. New precise, reliable measures of proprioception are needed for clinical diagnosis of impairment, and to measure outcomes of proprioceptive training. The purpose of this simple, non-invasive method is to temporarily knockdown upper limb proprioception in healthy adults, to an extent that would be useful in the development and testing of upper limb proprioception measures. Knockdown models have two main advantages over studying humans with impaired proprioception: participant availability and the ability to control the extent of impairment across participants. Current published methods of temporary proprioception knockdown of the upper limb, such as ischemic nerve blocks and cryotherapy, are invasive, impractical, or uncomfortable for the participant. Here, vibration over the ulnar groove was used to reduce upper limb proprioception. High frequency vibration may reduce proprioceptive acuity by inhibiting pacinian corpuscle-induced input. The effect of vibration used in this protocol was confirmed using two quantitative measures. This method was simple to administer, comfortable for participants, and practical.

The goal of this protocol is to demonstrate a practical method to temporarily interfere with proprioception in the upper limb of healthy humans.

Eine einfache nicht-invasive Methode für temporäre Knockdown von Propriozeption der oberen Extremität

Proprioception may be the least well measured of all contributors to the neural control of movement. New precise, reliable measures of proprioception are ...

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

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

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

Verwendung von Gesichts Elektromyographie Gesichtsmuskel Reaktionen auf erfahrene und beobachteten affektive Berührung beim Menschen bewerten

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

Applying Incongruent Visual-Tactile Stimuli during Object Transfer with Vibro-Tactile Feedback

The application of incongruent sensory signals that involves disrupted tactile feedback is rarely explored, specifically with the presence of vibrotactile feedback (VTF). This protocol aims to test the effect of VTF on the response to incongruent visual-tactile stimuli. The tactile feedback is acquired by grasping a block and moving it across a partition. The visual feedback is a real-time virtual presentation of the moving block, acquired using a motion capture system. The congruent feedback is the reliable presentation of the movement of the block, so that the subject feels that the block is grasped and see it move along with the path of the hand. The incongruent feedback appears as the movement of the block diverts from the actual movement path, so that it seems to drop from the hand when it is actually still held by the subject, thereby contradicting the tactile feedback. Twenty subjects (age 30.2 &#177; 16.3) repeated 16 block transfers, while their hand was hidden. These were repeated with VTF and without VTF (total of 32 block transfers). Incongruent stimuli were presented randomly twice within the 16 repetitions in each condition (with and without VTF). Each subject was asked to rate the difficulty level of performing the task with and without the VTF. There were no statistically significant differences in the length of the hand paths and durations between transfers recorded with congruent and incongruent visual-tactile signals &#8211; with and without the VTF. The perceived difficulty level of performing the task with the VTF significantly correlated with the normalized path length of the block with VTF (r = 0.675, p = 0.002). This setup is used to quantify the additive or reductive value of VTF during motor function that involves incongruent visual-tactile stimuli. Possible applications are prosthetics design, smart sport-wear, or any other garments that incorporate VTF.

We present a protocol to apply incongruent visual-tactile stimuli during an object transfer task. Specifically, during block transfers, performed while the hand is hidden, a virtual presentation of the block shows random occurrences of false block drops. The protocol also describes adding vibrotactile feedback while performing the motor task.

Anwendung der indikierten visuellen Stimuli während der Objektübertragung mit Vibro-Taktile Feedback

The application of incongruent sensory signals that involves disrupted tactile feedback is rarely explored, specifically with the presence of vibrotactile ...

A Tactile Automated Passive-Finger Stimulator (TAPS)

Although tactile spatial acuity tests are used in both neuroscience research and clinical assessment, few automated devices exist for delivering controlled spatially structured stimuli to the skin. Consequently, investigators often apply tactile stimuli manually. Manual stimulus application is time consuming, requires great care and concentration on the part of the investigator, and leaves many stimulus parameters uncontrolled. We describe here a computer-controlled tactile stimulus system, the Tactile Automated Passive-finger Stimulator (TAPS), that applies spatially structured stimuli to the skin, controlling for onset velocity, contact force, and contact duration. TAPS is a versatile, programmable system, capable of efficiently conducting a variety of psychophysical procedures. We describe the components of TAPS, and show how TAPS is used to administer a two-interval forced-choice tactile grating orientation test.
Corresponding Author: Daniel Goldreich

A Tactile Automated Passive-Finger Stimulator TAPS

We describe a computer-controlled device for investigating the sense of touch: the Tactile Automated Passive-finger Stimulator (TAPS). We describe the components of TAPS, and show how TAPS is used to administer a two-interval forced-choice tactile grating orientation test.

Ein taktiles Automated Passive-Finger-Stimulator (TAPS)

Although tactile spatial acuity tests are used in both neuroscience research and clinical assessment, few automated devices exist for delivering ...

Biologie

A Standardized Method for Measurement of Elbow Kinesthesia

Proprioception is an important component of controlled movement. The threshold to detection of passive movement (TDPM) is a commonly used method for quantifying the proprioceptive submodality of kinesthesia in research settings. The TDPM paradigm has been found to be valid and reliable; however, the equipment and methods used for TDPM vary between studies. In particular, the research laboratory apparatuses for producing passive movement of an extremity are often custom designed by individual laboratories or inaccessible due to high cost. There is a need for a standardized, valid, and reliable method for measuring TDPM using readily available equipment. The purpose of this protocol is to provide a standardized method for measurement of TDPM at the elbow that is economical, easy to administer, and that produces quantitative results for measurement purposes in research-based settings. This method was tested on 20 healthy adults without neurological impairment, and eight adults with chronic stroke. The results obtained suggest this method is a reliable way to quantify elbow TDPM in healthy adults, and provides initial support for validity. Researchers seeking a balance between equipment affordability and measurement precision are most likely to find this protocol of benefit.

Here, we present a standardized method for measurement of elbow passive kinesthesia using the threshold to detection of passive movement (TDPM) that is appropriate for a research setting.

Eine standardisierte Methode zur Messung der Ellenbogenkinästhesie

Proprioception is an important component of controlled movement. The threshold to detection of passive movement (TDPM) is a commonly used method for ...

Non-Invasive Modulation and Robotic Mapping of Motor Cortex in the Developing Brain

Mapping the motor cortex with transcranial magnetic stimulation (TMS) has potential to interrogate motor cortex physiology and plasticity but carries unique challenges in children. Similarly, transcranial direct current stimulation (tDCS) can improve motor learning in adults but has only recently been applied to children. The use of tDCS and emerging techniques like high&#8211;definition tDCS (HD-tDCS) require special methodological considerations in the developing brain. Robotic TMS motor mapping may confer unique advantages for mapping, particularly in the developing brain. Here, we aim to provide a practical, standardized approach for two integrated methods capable of simultaneously exploring motor cortex modulation and motor maps in children. First, we describe a protocol for robotic TMS motor mapping. Individualized, MRI-navigated 12x12 grids centered on the motor cortex guide a robot to administer single-pulse TMS. Mean motor evoked potential (MEP) amplitudes per grid point are used to generate 3D motor maps of individual hand muscles with outcomes including map area, volume, and center of gravity. Tools to measure safety and tolerability of both methods are also included. Second, we describe the application of both tDCS and HD-tDCS to modulate the motor cortex and motor learning. An experimental training paradigm and sample results are described. These methods will advance the application of non-invasive brain stimulation in children.

We demonstrate protocols for the modulation (tDCS, HD-tDCS) and mapping (robotic TMS) of the motor cortex in children.

Nicht-invasive Modulation und Robotik-Mapping von Motor Cortex im sich entwickelnden Gehirn

Mapping the motor cortex with transcranial magnetic stimulation (TMS) has potential to interrogate motor cortex physiology and plasticity but carries ...

Neurowissenschaften

Capturing Dynamic Finger Gesturing with High-resolution Surface Electromyography and Computer Vision

Finger gestures are a critical element in human communication, and as such, finger gesture recognition is widely studied as a human-computer interface for state-of-the-art prosthetics and optimized rehabilitation. Surface electromyography (sEMG), in conjunction with deep learning methods, is considered a promising method in this domain. However, current methods often rely on cumbersome recording setups and the identification of static hand positions, limiting their effectiveness in real-world applications. The protocol we report here presents an advanced approach combining a wearable surface EMG and finger&#160;tracking system to capture comprehensive data during dynamic hand movements. The method records muscle activity from soft printed electrode arrays (16 electrodes) placed on the forearm as subjects perform gestures in different hand positions and during movement. Visual instructions prompt subjects to perform specific gestures while EMG and finger positions are recorded. The integration of synchronized EMG recordings and finger tracking data enables comprehensive analysis of muscle activity patterns and corresponding gestures. The reported approach demonstrates the potential of combining EMG and visual tracking technologies as an important resource for developing intuitive and responsive gesture recognition systems with applications in prosthetics, rehabilitation, and interactive technologies. This protocol aims to guide researchers and practitioners, fostering further innovation and application of gesture recognition in dynamic and real-world scenarios.

The paper presents a comprehensive protocol for simultaneously recording hand-electromyography (EMG) and visual finger tracking during natural finger gesturing. The visual data is designed to serve as the ground truth for the development of accurate EMG-based computational models for finger gesture recognition.

Erfassung dynamischer Fingergesten mit hochauflösender Oberflächen-Elektromyographie und Computer Vision

Finger gestures are a critical element in human communication, and as such, finger gesture recognition is widely studied as a human-computer interface for ...

Biotechnik

Assessing Corticospinal Excitability During Goal-Directed Reaching Behavior

Reaching is a widely studied behavior in motor physiology and neuroscience research. While reaching has been examined using a variety of behavioral manipulations, there remain significant gaps in the understanding of the neural processes involved in reach planning, execution, and control. The novel approach described here combines a two-dimensional reaching task with transcranial magnetic stimulation (TMS) and concurrent electromyography (EMG) recording from multiple muscles. This method allows for the noninvasive detection of corticospinal activity at precise time points during the unfolding of reaching movements. The example task code includes a delayed response reaching task with two possible targets displayed &#177; 45&#176; off the midline. Single pulse TMS is delivered on the majority of task trials, either at the onset of the preparatory cue (baseline) or 100 ms prior to the imperative cue (delay). This sample design is suitable for investigating changes in corticospinal excitability during reach preparation. The sample code also includes a visuomotor perturbation (i.e., cursor rotation of &#177; 20&#176;) to investigate the effects of adaptation on corticospinal excitability during reach preparation. The task parameters and TMS delivery can be adjusted to address specific hypotheses about the state of the motor system during reaching behavior. In the initial implementation, motor evoked potentials (MEPs) were successfully elicited on 83% of TMS trials, and reach trajectories were recorded on all trials.

Reaching is a fundamental skill that allows humans to interact with the environment. Several studies have aimed to characterize reaching behavior using a variety of methodologies. This paper offers an open-source application of transcranial magnetic stimulation to assess the state of corticospinal excitability in humans during reaching task performance.

Beurteilung der kortikospinalen Erregbarkeit während des zielgerichteten Reichweitenverhaltens

Reaching is a widely studied behavior in motor physiology and neuroscience research. While reaching has been examined using a variety of behavioral ...