Вызванные потенциалы на движение звуковых стимулов при межушных различиях по интенсивности

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследованы вызванные потенциалы мозга человека в ответ на начало движения звукового стимула (motion-onset response, MOR), созданного за счет линейных изменений межушных различий по интенсивности (∆I). Структура MOR при изменении ∆I совпадала с описанными в литературе ответами, полученными при изменении межушных различий по времени. Амплитуда компонента cN1 увеличивалась со скоростью движения, независимо от его направления, а компонента cP2 – только при движении от центра к периферии. Амплитуда компонентов cP1 и cN2 не зависела от скорости движения. Центробежное движение вызывало больший ответ, чем центростремительное, что соответствует полусферной модели латерализации (модели оппонентных каналов). В характеристиках потенциала MOR информация о направлении движения (к центру или к периферии) отражалась в более широком временном интервале, чем информация о скорости.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. Б. Шестопалова

ФГБУН Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: shestopalovalb@infran.ru
Россия, Санкт-Петербург

Е. А. Петропавловская

ФГБУН Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН

Email: shestolido@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Варфоломеев А.Л., Старостина Л.В. Слуховые вызванные потенциалы человека при иллюзорном движении звукового образа. Росс. Физиол. Журн. им. Сеченова. 2006. 92 (9): 1046–1057.
  2. Доброхотова Т.А., Брагина Н.Н. Левши. М.: Книга, 1994. 232 с.
  3. Семенова В.В., Шестопалова Л.Б., Петропавловская Е.А., Саликова Д.А., Никитин Н.И. Латентность вызванного потенциала как показатель интегрирования акустической информации о движении звука. Физиология человека. 2022. 48 (4): 57–68.
  4. Шестопалова Л.Б., Петропавловская Е.А., Саликова Д.А., Семенова В.В. Влияние слуховой пространственной маскировки на межполушарную асимметрию вызванных ответов. Физиология человека. 2023. 49 (4): 16–29.
  5. Шестопалова Л.Б., Петропавловская Е.А., Саликова Д.А., Семенова В.В., Никитин Н.И. Слуховые вызванные потенциалы человека в условиях пространственной маскировки. Физиология человека. 2022. 48 (6): 32–43.
  6. Шестопалова Л.Б., Петропавловская Е.А., Семенова В.В., Никитин Н.И. Ритмическая активность мозга человека, связанная с движением звуковых стимулов. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2020. 70 (5): 616–634.
  7. Altmann C.F., Ueda R., Bucher B., Furukawa S., Ono K., Kashino M. et al. Trading of dynamic interaural time and level difference cues and its effect on the auditory motion-onset response measured with electroencephalography. NeuroImage. 2017. 159: 185–194.
  8. Briley P.M., Kitterick P.T., Summerfield A.Q. Evidence for Opponent Process Analysis of Sound Source Location in Humans. J. Assoc. Res. Otolaryngol. 2013. 14 (1): 83–101.
  9. Delorme A., Sejnowski T., Makeig S. Enhanced detection of artifacts in EEG data using higher-order statistics and independent component analysis. NeuroImage. 2007. 34 (4): 1443–1449.
  10. Ducommun C.Y., Murray M.M., Thut G., Bellmann A., Viaud-Delmon I., Clarke S., Michel C.M. Segregated processing of auditory motion and auditory location: an ERP mapping study. NeuroImage 2002. 16: 76–88.
  11. Edmonds B.A., Krumbholz K. Are interaural time and level differences represented by independent or integrated codes in the human auditory cortex? J. Assoc. Res. Otolaryngol. 2014. 15: 103–114.
  12. Getzmann S. Effect of auditory motion velocity on reaction time and cortical processes. Neuropsychologia. 2009. 47: 2625–2633.
  13. Getzmann S. Auditory motion perception: onset position and motion direction are encoded in discrete processing stages. European Journ. Neurosci. 2011. 33: 1339–1350.
  14. Getzmann S., Lewald J. Effects of natural versus artificial spatial cues on electrophysiological correlates of auditory motion. Hear. Res. 2010. 259: 44–54.
  15. Getzmann S., Lewald J. The effect of spatial adaptation on auditory motion processing. Hear. Res. 2011. 272 (1–2): 21–29.
  16. Getzmann S., Lewald J. Cortical processing of change in sound location: Smooth motion versus discontinuous displacement. Brain Research. 2012. 1466: 119–127.
  17. Grzeschik R., Böckmann-Barthel M., Mühler R., Hoffmann M.B. Motion-onset auditory-evoked potentials critically depend on history. Exp. Brain Res. 2010. 203: 159–168.
  18. Grzeschik R., Böckmann-Barthel M., Mühler R., Verhey J.L., Hoffmann M.B. Direction-specific adaptation of motion-onset auditory evoked potentials. European Journ. Neurosci. 2013. 38: 2557–2565.
  19. Grzeschik R., Lewald J., Verhey J.L., Hoffmann M.B., Getzmann S. Absence of direction-specific cross-modal visual-auditory adaptation in motion-onset ERPs. European Journ. Neurosci. 2016. 43 (1): 66–77.
  20. Joris Х., Smith P.H., Yin T.C. Coincidence detection in the auditory system: 50 years after Jeffress. Neuron. 1998. 21: 1235–1238.
  21. Kreitewolf J., Lewald J., Getzmann S. Effect of attention on cortical processing of sound motion: An EEG study. NeuroImage. 2011. 54: 2340–2349.
  22. Krumbholz K., Hewson-Stoate N., Schönwiesner M. Cortical response to auditory motion suggests an asymmetry in the reliance on inter-hemispheric connections between the left and right auditory cortices. J.Neurophysiol. 2007. 97: 1649–1655.
  23. Magezi D.A., Krumbholz K. Evidence for opponent channel coding of interaural time differences in human auditory cortex. J. Neurophysiol. 2010. 104 (4): 1997–2007.
  24. Mäkelä J.P., McEvoy L. Auditory evoked fields to illusory sound source movements. Exp. Brain Res. 1996. 110 (3): 446–454.
  25. McLaughlin S.A., Higgins N.C., Stecker G.C. Tuning to Binaural Cues in Human Auditory Cortex. J. Assoc. Res. Otolaryngol. 2016. 17: 37–53.
  26. Ozmeral E.J., Eddins D.A., Eddins A.C. Electrophysiological responses to lateral shifts are not consistent with opponent-channel processing of interaural level differences. J. Neurophysiol. 2019. 122 (2): 737–748.
  27. Panniello M., King A.J., Dahmen J.C., Walker K.M.M. Local and global spatial organization of interaural level difference and frequency preferences in auditory cortex. Cereb. Cortex. 2018. 28: 350–369.
  28. Riedel H., Kollmeier B. Auditory brain stem responses evoked by lateralized clicks: is lateralization extracted in the human brain stem? Hear. Res. 2002. 163: 12–26.
  29. Salminen N.H., May P.J.C., Alku P., Tiitinen H. A population rate code of auditory Space in the human cortex. PLoS ONE. 2009. 4 (10): e7600.
  30. Salminen N.H., Takanen M., Santala O., Lamminsalo J., Altoe A., Pulkki V. Integrated processing of spatial cues in human auditory cortex. Hear. Res. 2015. 327: 143–152.
  31. Sams M., Hämäläinen M., Hari R., McEvoy L. Human auditory cortical mechanisms of sound lateralization: I. Interaural time differences within sound. Hear. Res. 1993. 67:89–97.
  32. Sarrou M., Schmitz P.M., Hamm N., Rübsamen R. Sound frequency affects the auditory motion-onset response in humans. Exp. Brain Res. 2018. 236: 2713–2726.
  33. Shestopalova L.B., Petropavlovskaia E.A., Salikova D.A., Semenova V.V. Temporal integration of sound motion: Motion-onset response and perception. Hear. Res. 2024. 441: 108922.
  34. Shestopalova L.B., Petropavlovskaia E.A., Semenova V.V., Nikitin N.I. Lateralization of brain responses to auditory motion: A study using single-trial analysis. Neurosci. Res. 2021а. 162: 31–44.
  35. Shestopalova L.B., Petropavlovskaia E.A., Semenova V.V., Nikitin N.I. Brain Oscillations evoked by sound motion. Brain Research. 2021b. 1752: 147232.
  36. Tardif E., Murray M.M., Meylan R., Spierer L., Clarke S. The spatio-temporal brain dynamics of processing and integrating sound localization cues in humans. Brain Res. 2006. 1092: 161–176.
  37. Ungan P., Yagcioglu S., Goksoy C. Differences between the N1 waves of the responses to interaural time and intensity disparities: scalp topography and dipole sources. Clin. Neurophysiol. 2001. 112: 485–498.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис.1. Временная структура эпохи стимуляции в парадигме отсроченного движения. Вверху – движение стимулов влево и вправо от средней линии головы (от центра), внизу – движение слева и справа к центру. Черные линии – быстрое движение, серые – медленное. По оси Х – время. По оси Y – межушные различия по интенсивности. Направление движения задается за счет синхронного нарастания и убывания уровня сигнала в левом и правом каналах.

Скачать (197KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Реакции на начало движения (MOR) для левосторонних и правосторонних стимулов. Усреднение по группе 24 фронто-центральных электродов и по всей выборке (n = 18). Черные линии – быстрое движение, серые – медленное, сплошные – движение от центра, пунктирные – движение к центру.

Скачать (252KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Реакции на начало движения (MOR), усредненные по всей выборке (n = 18) и по сторонам звучания стимулов (слева и справа). Обозначения как на рис. 2.

Скачать (139KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Влияние скорости и направления движения на амплитуду компонентов MOR (n = 18). Черные столбики – быстрое движение, серые – медленное. Статистически значимые различия по фактору скорости показаны сплошными линиями со стрелками, а по фактору направления – горизонтальным пунктиром. Уровень значимости обозначен звездочками: *** – p < 0.001, * – p < 0.05. Вертикальные черточки показывают стандартную ошибку среднего.

Скачать (141KB)
Метаданные
6. Рис.5. Топограммы амплитуды компонентов MOR (n = 18). Для построения топограмм амплитуда ответа в каждом отведении была усреднена в окне шириной ±25 мс, центрированном на пике соответствующего ответа, усредненного по группе 24 фронто-центральных электродов. Латентности соответствующих пиков в каждом условии указаны над топограммами. Направления движения стимулов показаны стрелками. Пунктирными линиями показаны значимые попарные сравнения, выявленные при 4-факторном анализе rmANOVA (Скорость (медленно, быстро), Направление (от центра, к центру), Сторона звучания (слева, справа), Полушарие (левое, правое)).

Скачать (415KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024