Ir-Reġistrazzjonijiet tal-Magnetoenċefalografija Jiżvelaw Id-Dinamika Spazjotemporali tal-Memorja ta' Rikonoxximent Għal Sekwenzi Kumplessi versus Sekwenzi Awditorji Sempliċi Parti 2

Fil-każ ta’ sekwenzi atonali, grupp ta’ attività sinifikanti nstabu primarjament fir-reġjuni tas-smigħ u tal-lobi temporali medjali fl-emisfera tal-lemin għal sekwenzi memorizzati, u l-attività newrali kienet aktar b’saħħitha għal sekwenzi memorizzati minn sekwenzi ġodda fil-ħames toni kollha (k1=132, k{{{ 1}}, k3=130, k4=140, k5=64), kif irrapportat fid-Dejta Supplimentari 3.

Is-sekwenza tal-memorja tirreferi għal struttura ta 'memorja ordnata ffurmata permezz ta' ripetizzjoni kontinwa, tisħiħ u konsolidazzjoni. Jista 'jgħinna niftakru u nifhmu aħjar l-informazzjoni, u taffettwa ħafna l-memorja tagħna.

L-ewwelnett, il-memorizzazzjoni tas-sekwenzi tista 'ttejjeb l-effiċjenza tagħna tal-memorja tar-ripetizzjoni. Meta nkunu qed nitgħallmu, ir-ripetizzjoni hija indispensabbli, u sekwenza tajba tal-memorja tippermettilna nirrepetu t-tagħlim f'ċertu ordni u metodu, u b'hekk tnaqqas il-konfużjoni u l-ommissjonijiet tal-memorja u ttejjeb l-effiċjenza tar-ripetizzjoni.

It-tieni nett, il-memorizzazzjoni tas-sekwenzi hija ta’ benefiċċju għall-kapaċità tagħna li nikkonnettjaw u niġbru fil-qosor l-informazzjoni. Il-moħħ tal-bniedem huwa essenzjalment "netwerk" enormi li jgħaqqad newroni differenti, imma jekk trid tgħaqqad diversi biċċiet ta 'informazzjoni istantanjament, għandek bżonn tuża sekwenzi tal-memorja biex tifforma struttura ta' test ordnata u kumplessa. Għinna nidentifikaw, nifhmu u niġbru fil-qosor l-informazzjoni aħjar.

Fl-aħħarnett, is-sekwenzi tal-memorja huma ta 'benefiċċju għall-kontinwità tal-ħsieb u l-kreattività tagħna. Il-kwalità tal-memorja tiddetermina direttament il-ħsieb loġiku, l-immaġinazzjoni u l-kreattività tal-persuna. Is-sekwenzi tal-memorja jippermettulna napprofondixxu kontinwament l-istrutturi tal-għarfien eżistenti tagħna u jkollna ħsieb loġiku u abbiltajiet ta’ raġunament aktar b’saħħithom, u b’hekk intejbu l-kreattività tagħna.

Fil-qosor, sekwenzi ta 'memorja tajba jistgħu jtejbu l-memorja tagħna, jgħinuna nifhmu u napplikaw aħjar l-informazzjoni, u jippromwovu l-kontinwità tal-ħsieb u l-kreattività tagħna. Għalhekk, għandna ntejbu b'mod attiv u kontinwu s-sekwenzi tal-memorja tagħna biex intejbu l-effiċjenza tat-tagħlim u l-kapaċità tal-ħsieb tagħna. Wieħed jista 'jara li għandna bżonn ntejbu l-memorja tagħna. Cistanche deserticola jista 'jtejjeb b'mod sinifikanti l-immunità, minħabba li Cistanche deserticola jista' wkoll jirregola l-bilanċ ta 'newrotrasmettituri, bħal żieda fil-livelli ta' acetylcholine u fatturi ta 'tkabbir. Dawn is-sustanzi huma importanti ħafna għall-memorja u t-tagħlim. , Barra minn hekk, laħam mill-laħam jista 'wkoll itejjeb il-fluwidità tad-demm u jippromwovi t-trasport tal-ossiġnu, li jista' jiżgura li l-moħħ jirċievi biżżejjed nutrijenti u enerġija, u b'hekk itejjeb il-vitalità u r-reżistenza tal-moħħ.

Ikklikkja taf supplimenti biex tingħata spinta lill-memorja

B'mod partikolari, l-attività tal-moħħ kienet l-aktar b'saħħitha fl-operculum Rolandiku tal-lemin, il-ġirnu supertemporal tal-lemin, il-ġirus ta 'Heschl tal-lemin, il-ġirus supramarġinali tal-lemin, u l-insula tal-lemin għall-ewwel ton; il-ġirus ta' Heschl tal-lemin, il-ġirnu temporali superjuri tal-lemin, l-operkulu Rolandiku tal-lemin, il-ġirus tan-nofs-temporal tal-lemin, u l-insula tal-lemin għat-tieni ton; il-leminputamen, dritt insula, dritt Rolandic operculum, dritt Heschl'sgyrus, u dritt thalamus għat-tielet ton; il-parahippocampalgyrus, gyrus fusiform dritt, hippocampus dritt, u putamen għar-raba 'ton; u l-kortiċi cingulate anterjuri, frontalgyrus tan-nofs, u nukleu caudate għall-aħħar ton. L-ebda clusters sinifikanti ta 'attività ma kienu jinsabu fil-faxxa bil-mod għal sekwenzi atonali ġodda. Figura 3b stampi l-kuntrast bejn memorized u sekwenzi atonali ġodda fil-medda bil-mod.

Fl-aħħarnett, biex jiġu eżaminati d-differenzi waqt ir-rikonoxximent tas-sekwenzi tonali kontra atonali, l-attività tal-moħħ waqt ir-rikonoxximent ta 'sekwenzi tonali memorizzati u atonali memorizzati ġiet kuntrastata. Raggruppamenti ta’ attività sinifikanti kienu jinsabu għaż-żewġ tipi ta’ sekwenzi mużikali fuq it-tonijiet kollha (ara Dejta Supplimentari 3). Għal sekwenzi tonali, in-numru ta’ voxels sinifikanti kien ogħla għat-tielet (k=70) u l-ħames tones (k {{2} }), filwaqt li għas-sekwenzi atonali n-numru ta’ voxels sinifikanti tal-moħħ kien ogħla għall-ewwel (k=98), it-tieni (k=80), u r-raba’ tones (k=103).

B'mod ġenerali, l-attività tal-moħħ kienet aktar b'saħħitha fir-reġjuni tax-xellug tal-lobu temporali cingulate andmedial għal sekwenzi tonali, u fiż-żoni tal-ipproċessar rightauditory għal sekwenzi atonali. Speċifikament, fil-każ ta 'sekwenzi tonali memorizzati, l-attività newrali kienet lokalizzata fiż-żona tal-mutur supplimentari, cingulategyrus medjan tax-xellug, u gyrus frontali superjuri għat-tielet ton, u l-ippokampus tax-xellug, gyrus temporali superjuri tax-xellug, thalamus tax-xellug, leftinsula, putamen tax-xellug, u xellug parahippocampal gyrus għall-fifthtone.

Għal sekwenzi atonali memorizzati, l-attività newrali kienet lokalizzata fil-ġirus tal-lingwali tax-xellug, il-precuneus tax-xellug, il-qasma calcarine tax-xellug, il-ġirus temporali tan-nofs, u l-insula tal-lemin fl-ewwel ton; gyrus għat-tieni ton; l-operculum Rolandic tal-lemin, il-ġirku frontali tan-nofs tal-lemin, il-ġirus post-ċentrali tal-lemin, il-putamen tal-lemin, u l-insula tal-lemin għar-raba’ ton; u l-gyrus frontali tan-nofs tal-lemin, l-angulargyrus tal-lemin, u t-thalamus tal-lemin għall-aħħar ton. Il-kuntrast bejn is-sekwenzi tonali u atonali memorizzati fil-faxxa bil-mod jidher fil-Fig. 3c

Faxxa ta 'frekwenza aktar mgħaġġla (2–8 Hz). L-istess proċedura twettqet biex tiġi vvalutata l-attività tal-moħħ sottostanti r-rikonoxximent ta 'sekwenzi mużikali fil-medda ta' frekwenza aktar mgħaġġla (2-8 Hz). Ladarba l-GLM ġie kkalkulat, MCS ibbażat fuq cluster (= 0.001, 1000permutazzjonijiet) ġew ikkalkulati għal intervalli ta 'ħames ħin li jikkorrispondu għal kull wieħed mill-ħames tones li ffurmaw is-sekwenza. Għal darb'oħra, dan kien stmat għall-kuntrast memorizzat versus ġdid. kemm għal sekwenzi tonali kif ukoll għal sekwenzi atonali u tonalversus sekwenzi atonali memorizzati.

Rigward il-kuntrast għal sekwenzi tonali, gruppi sinifikanti ta 'attività (p <{0}}.001) kienu jinsabu f'voxels tal-moħħ multipli kemm għal sekwenzi memorizzati kif ukoll ġodda, kif irrappurtat f'Dejta Supplimentari 3. Għal sekwenzi tonali memorizzati, l-attività newrali kienet b'mod ġenerali aktar b'saħħitha għall-ewwel ton (k=74), filwaqt li kien aktar b'saħħtu għal sekwenzi tonali ġodda għat-tieni (k=36), it-tielet (k=200), ir-raba' (k=196 ), u l-ħames tones (k=70). L-attività tal-moħħ kienet lokalizzata fl-operculum Rolandiku tal-lemin, l-insular tal-lemin, il-ġirus ta 'Heschl tal-lemin, u l-ġirus temporali superjuri tal-lemin għall-ewwel ton għal sekwenzi tonali memorizzati. Għal sekwenzi tonali ġodda, l-oqsma attivi ewlenin kienu l- temporalgyrus superjuri tax-xellug, l-insula, il-gyrus ta 'Heschl, u l-hippocampus tax-xellug għat-tieni ton; Il-ġirnu ta' Heschl, il-ġirnu temporali superjuri, l-insula, u l-putamen (k=11) ​​għat-tielet ton; gyrus tal-lemin ta 'Heschl, rightinsula, operculum Rolandic tal-lemin, u temporalgyrus superjuri tal-lemin għar-raba' ton; u l-operculum Rolandiku tal-lemin, il-ġirus ta' Heschl tal-lemin, l-ippokampus tal-lemin, u t-thalamus tal-lemin għall-ħames ton. Il-Figura 4a turi l-kuntrast bejn sekwenzi tonali memorizzati u ġodda.

Għall-kuntrast bejn sekwenzi atonali memorizzati u ġodda, il-maġġoranza tar-raggruppamenti sinifikanti ta' attività kienu lokalizzati fl-ewwel (k=166) u t-tieni tones (k=104) għal sekwenzi memorizzati, u fit-tielet (k {{ 2}}), ir-raba' (k=118), u l-ħames tones (k=156) għal sekwenzi ġodda, kif irrapportati f'Dejta Supplimentari 3. Għal sekwenzi atonali memorizzati, l-attività newrali kienet l-aktar b'saħħitha fil-qasma tal-kalkar, fil-lingwali. gyrus, u operculum Rolandic tal-lemin għall-ewwel ton, u l-gyrus cingulate, żona tal-mutur supplimentari tal-lemin, u gyrus frontali superjuri għat-tieni ton. Għal sekwenzi atonali ġodda, l-attività newrali kienet l-aktar b'saħħitha fl-insula, putamen, ġirus temporali superjuri, u ġirus ta 'Heschl għat-tielet ton; il-lemin insula, dritt putamen, dritt Heschl's gyrus, right Rolandic operculum, u dritt superjuri temporali gyrus għar-raba' ton; u l-insula tal-lemin, l-operculum Rolandiku tal-lemin, il-ġirus ta 'Heschl tal-lemin, il-putamen tal-lemin, u l-girus temporali superjuri tal-lemin għall-ħames ton. Il-kuntrast bejn sekwenzi atonali memorizzati u ġodda għall-faxxa aktar mgħaġġla huwa muri fil-Fig. 4b.

Fl-aħħarnett, ir-raggruppamenti sinifikanti ta 'attività fil-kuntrast tonali versus tonali għall-faxxa aktar mgħaġġla huma rrappurtati f'Data Supplimentari 3. Fil-każ ta' sekwenzi tonali memorizzati, in-numru ta 'voxels brian sinifikanti kien ogħla għall-ewwel (k=20), it-tieni. (k=44), ir-raba’ (k=45), u l-ħames tones (k=71). L-attività newrali kienet tinsab fil-gyrus frontali inferjuri tal-lemin u gyrus frontali tan-nofs tal-lemin fl-ewwel ton; il-girus temporali tan-nofs tal-lemin, il-ġirnu parietali inferjuri tal-lemin, il-ġirku angolari tal-lemin, il-ġirnu middleoccipital, u l-ġirus oċċipitali superjuri tax-xellug fit-tieni ton; il-ġirku frontali għar-raba 'ton; u l-gyrus middleoccipital tal-lemin, gyrus frontali tal-lemin, u temporalgyrus tan-nofs tal-lemin għall-ħames ton. Għal sekwenzi atonali memorizzati, in-numru ta 'voxels sinifikanti kien ogħla fit-tielet ton (k=38) u l-attività newrali kienet lokalizzata prinċipalment fil-ġirku inferjuri ta' quddiem tax-xellug, il-ġirku frontali tan-nofs tax-xellug, il-ġirus supramarġinali tax-xellug, u ż-żona tal-mutur supplimentari tal-lemin. . Il-Figura 4c turi l-kuntrast bejn is-sekwenzi tonali u atonali għall-faxxa mgħaġġla.

Ġew ikkalkulati analiżi addizzjonali biex tiġi kkalkulata d-differenza fl-attività newrali bejn il-meded ta 'frekwenza bil-mod u aktar mgħaġġla. Ir-riżultati huma rrappurtati f'Figura Supplimentari 5 u Dejta Supplimentari 4.

B’kollox, sibna differenzi sinifikanti bejn is-sekwenzi tonali u atonali, speċjalment għall-medda ta’ frekwenza bil-mod. Ir-rikonoxximent ta’ sekwenzi tonali memorizzati wassal għal attività newrali aktar qawwija fil-lobu temporali medjali tax-xellug u r-reġjuni taċ-ċingola fl-aħħar tliet toni tas-sekwenzi, filwaqt li r-rikonoxximent ta’ sekwenzi atonali memorizzati kien appoġġjat. bl-attivazzjoni fir-reġjuni rightauditory mit-tieni ton 'il quddiem.

Meded tal-frekwenza Delta (1–4 Hz) u theta (5–8 Hz). Fl-aħħarnett, biex tikseb stampa kompluta tal-attività tal-moħħ sottostanti r-rikonoxximent tal-memorja tas-sekwenzi tas-smigħ u biex ir-riżultati tagħna jkunu komparabbli mal-letteratura preċedenti, saru analiżi addizzjonali f'żewġ meded ta 'frekwenza standard: delta (1-4 Hz) u theta (5-8 Hz). L-istess proċedura twettqet biex tiġi vvalutata l-attività tal-moħħ sottostanti r-rikonoxximent ta 'sekwenzi mużikali f'kull medda ta' frekwenza b'mod indipendenti. Ladarba l-GLM ġie kkalkulat, MCS ibbażat fuq cluster (= 0.001, 1000 permutazzjoni) ġew ikkalkulati għal intervalli ta 'ħames ħin, li jikkorrispondu għal kull wieħed mill-ħames tones li ffurmaw sekwenza. Għal darb'oħra, dan kien stmat għall-kuntrast memorizzat versus ġdid kemm għas-sekwenzi tonali kif ukoll għal dawk atonali. Il-gruppi sinifikanti ta 'attività għall-meded ta' frekwenza 1–4 Hz u 5–8 Hz huma rrappurtati f'Dejta Supplimentari 5.

Għall-medda delta, gruppi sinifikanti ta 'attività (p <{0}}.001) kienu jinsabu fuq diversi voxels tal-moħħ (k) għal kull ton tas-sekwenzi tonali. Għal sekwenzi tonali memorizzati, in-newralattività kienet b'mod ġenerali aktar b'saħħitha fl-ewwel (k=39), it-tielet (k=72), u r-raba' tones (k=92). L-akbar differenzi kienu lokalizzati fil-putamen tax-xellug, il-ġirus tal-lingwali tax-xellug, il-frontoperculum inferjuri tax-xellug, u l-ġirus ta 'Heschl tal-lemin. Għal sekwenzi tonali ġodda, l-attività tal-moħħ kienet aktar b'saħħitha fit-tieni ton (k=129). B'mod partikolari, id-differenza bejn sekwenzi ġodda u memorized kienet l-aktar b'saħħitha fil-gyrus temporali superjuri tax-xellug, rightinsula, u putamen tal-lemin. Għal sekwenzi atonali memorizzati, l-attività newrali kienet aktar b'saħħitha fl-ewwel (k=149), it-tieni (k=167), u t-tielet (k=50). Din l-attività kienet b'saħħitha fil-precuneus tal-lemin u l-qasma tal-kalkarina tal-lemin. Għal sekwenzi atonali ġodda, ir-raba' (k=55) u l-ħames (k=41) ħarġu aktar attività, partikolarment fil-ġirbu ta' Heschl tal-lemin u l-operkulu Rolandiku tal-lemin. Il-kuntrast għall-medda 1–4 Hz huwa muri fil-Figura Supplimentari 6.

Fil-każ tal-medda theta, sibna attività sinifikanti fl-ewwel (k=47) ton tas-sekwenzi tonali memorizzati, jiġifieri fil-ġirku frontali inferjuri tax-xellug u l-ġirku Heschl tal-lemin. L-attività newrali kienet aktar b'saħħitha għal sekwenzi tonali ġodda fit-tieni (k=13), it-tielet (k=89), ir-raba' (k=19), u l-ħames (k=161) tones.L-akbar differenzi kienu lokalizzati fil-frontgyrus inferjuri tal-lemin, caudate tax-xellug, u insula tal-lemin. Għal sekwenzi atonali memorizzati, l-attività newrali kienet aktar b'saħħitha fl-ewwel (k=129), it-tieni (k=167), it-tielet (k=50) u r-raba' (k=93) tones. Din l-attività kienet l-aktar qawwija fil-qasma tal-kalkarina tax-xellug u fil-precuneus tal-lemin. Għal sekwenzi atonali ġodda, l-attività newrali kienet aktar qawwija fil-ħames ton (k=33), partikolarment fl-insular tal-lemin u l-putamen tal-lemin. Il-kuntrast għall-medda 1–4 Hz jidher fil-Figura 7 Supplimentari.

Korrelazzjoni mal-klassifikazzjonijiet tal-familjarità. Dejta mill-familjarityratings rigward il-biċċa tonali kienu korrelatati mal-sourceanalysis dwar ir-rikonoxximent ta ' sekwenzi tonali memorized biex teżamina jekk il-familjarità mal-biċċa setgħetx tbassar newralattività waqt ir-rikonoxximent.

Minuri (valur t<0.4) but significant positive correlations were found between familiarity ratings and activation in the left middle temporal gyrus and left middle occipital gyrus for the last three tones of the memorized tonal sequences. Detailed statistics and a graphical depiction of the results are reported in supplementary materials (Supplementary Data 6 and Supplementary Fig. 8).

Diskussjoni

Dan l-istudju kellu l-għan li jinvestiga l-attivazzjoni tal-moħħ taħt ir-rikonoxximent ta 'sekwenzi mużikali awditorji kkaratterizzati minn livelli differenti ta' kumplessità (tonali u atonali). Id-dejta tal-imġieba wriet differenzi ċari bejn ir-rikonoxximent ta 'sekwenzi tonali u atonali u gruppi sinifikanti ta' attivazzjoni kienu osservati fil-livell tas-sensorju MEG. L-analiżi tar-rikostruzzjoni tas-sors indikaw gruppi ta 'attivazzjoni differenti għal sekwenzi tonali u atonali, partikolarment fil-medda ta' frekwenza bil-mod. B'mod ġenerali, l-attività newrali kienet aktar b'saħħitha fiż-żoni tal-ipproċessar tal-memorja għal sekwenzi tonali memorizzati u f'reġjuni tal-ipproċessar tas-smigħ għal sekwenzi atonali memorizzati.

Qabel ma niffukaw fuq id-differenzi fl-attività tal-moħħ relatati ma 'livelli distinti ta' kumplessità ta 'rikonoxximent, aħna vverifikajna li r-riżultati attwali kienu konsistenti ma' studji preċedenti. Tabilħaqq, iż-żoni tal-moħħ attivati ​​waqt ir-rikonoxximent tas-sekwenzi tonali kkonfermaw l-involviment ta 'netwerk tal-moħħ mifrux li jinkludi kemm ir-reġjuni tal-ipproċessar tas-smigħ kif ukoll tal-memorja17-19,21,33,34. Speċifikament, osservajna żieda fl-attivazzjoni fir-reġjuni tas-smigħ, bħall-ġirku temporali superjuri35 u l-ġirus ta 'Heschl36, u fil-ġirku ċingular37 u strutturi tal-lobu temporali medjali (hippocampus, kortiċi parahippocampal) assoċjati mar-rikonoxximent tal-memorja10,38,39. Barra minn hekk, permezz ta 'riċerka preċedenti, l-attività newrali kienet imqassma f'żewġ faxex ta' frekwenza19,20. Il-faxxa bil-mod (0.1–1 Hz) kienet marbuta mar-rikonoxximent tas-sekwenzi tas-smigħ sħaħ (ipproċessar globali), li kien rifless mill-attivazzjoni aktar qawwija li seħħet f'din il-medda għar-rikonoxximent tas-sekwenzi memorizzati. Bil-maqlub, il-medda aktar mgħaġġla (2-8 Hz) kienet assoċjata mal-ipproċessar tat-tonijiet individwali (ipproċessar lokali), kif issuġġerit mill-attività newrali aktar b'saħħitha fir-reġjuni tas-smigħ matul l-ipproċessar ta 'sekwenzi ġodda.

Rigward ir-rikonoxximent ta 'sekwenzi tonali u atonali, aħna osservajna mogħdijiet newrali distinti meta pproċessaw u rrikonoxxew iż-żewġ tipi ta' stimuli tas-smigħ. Filwaqt li r-rikonoxximent tas-sekwenzi atonali prinċipalment ingaġġa netwerk tal-moħħ mifrux li jinvolvi l-ġirbu cingulat u l-ippokampus fl-emisferu tal-lemin, ir-rikonoxximent ta 'sekwenzi atonali kien prinċipalment assoċjat ma' attività sostnuta u bil-mod fil-kortiċi tas-smigħ tax-xellug. Dawn ir-riżultati jistgħu jiġu interpretati fid-dawl ta' oqfsa teoretiċi differenti, jiġifieri l-kodifikazzjoni ta' tbassir tal-mużika40,41, l-armoniċità42, l-ispazju tax-xogħol newronali globali43,44, u t-teorija temporospazjali tas-sensi45,46.

Skont il-kodifikazzjoni tat-tbassir tat-teorija tal-mużika, il-mudell ta' tbassir tal-moħħ jiġi aġġornat kontinwament waqt li tisma' l-mużika biex tnaqqas l-iżbalji ta' tbassir peżati bi preċiżjoni40,47,48. Speċifikament, sensazzjonijiet minn isfel għal fuq evokati minn stimoli tas-smigħ huma pproċessati fil-kortiċi primarji u kkuntrastati ma 'tbassir minn fuq għal isfel f'kortiċi ta' ordni ogħla biex jiġġeneraw aspettattivi mużikali u jimminimizzaw l-iżbalji ta 'tbassir ġerarkiku48-50. Il-mekkaniżmi ta' tbassir jiddependu fuq funzjonijiet ta' memorja fit-tul u għal żmien qasir, familjarità, u strateġiji ta' smigħ biex joħolqu aspettattivi mużikali48. Din it-teorija tipprovdi qafas għall-istudju tal-perċezzjoni tal-mużika51–54, taħriġ55,56,azzjoni57,58, sinkronizzazzjoni59–61, u emozzjoni62–64.

Riċerka preċedenti wriet il-valur ta’ tbassir tal-mużika atonali aktar dgħajfa mill-mużika tonali, u żiedet il-kumplessità tagħha u l-iżbalji ta’ tbassir23–27,30. Barra minn hekk, din il-bidla fil-prevedibbiltà tal-istimolu timmina l-ipproċessar23–26 u t-tgawdija27–29 tal-mużika atonali. Dan kien evidenti meta ġew eżaminati r-riżultati tal-imġiba tal-istudju attwali, peress li sekwenzi atonali memorizzati kienu rikonoxxuti aktar bil-mod u b'mod inqas preċiż. Barra minn hekk, id-distribuzzjoni tal-attività newrali f'żewġ meded ta 'frekwenza tissuġġerixxi taħlita ta' tbassir minn fuq għal isfel fil-medda bil-mod, li hija relatata mar-rikonoxximent ta 'sekwenzi memorizzati, u tbassir minn isfel fil-faxxa aktar mgħaġġla, peress li l-iżball ta' tbassir jiżdied b'sekwenzi ġodda. Huwa importanti li wieħed jinnota li, filwaqt li r-riżultati jistgħu jiġu interpretati fil-qafas tal-kodifikazzjoni tat-tbassir, l-istudju kurrenti ma kellux l-għan li jittestja l-kodifikazzjoni tat-tbassir tat-teorija tal-mużika (eż. billi jkejjel l-iżball ta’ tbassir iġġenerat waqt ir-rikonoxximent tas-sekwenzi mużikali). Għalhekk, studji futuri jistgħu jirreplikaw u jespandu dawn ir-riżultati fi ħdan il-kodifikazzjoni ta 'tbassir tal-qafas tal-mużika.

Spjegazzjoni alternattiva għal dawn ir-riżultati tiffoka fuq l-armoniċità tal-istimoli tas-smigħ. Il-mużika tonali kienet marbuta mill-qrib mas-serje armonika, sekwenza naturali ta 'frekwenzi tal-ħoss li huma multipli interi ta' fundamentali. Il-ħsejjes ambjentali huma tipikament mhux armoniċi, filwaqt li kemm il-vokalizzazzjonijiet tal-bniedem kif ukoll tal-annimali fihom strutturi armoniċi42. L-organizzazzjoni tetonotopika tal-kortiċi tas-smigħ tal-bniedem hija partikolarment sensittiva għal toni armoniċi, li tissuġġerixxi li dan ir-reġjun żviluppa biex jipproċessa l-armoniċi minħabba r-rilevanza tagħhom għall-komunikazzjoni soċjali65,66.

Dawn ir-riżultati jindikaw li mogħdijiet newrali distinti huma attivati ​​meta jiġu rikonoxxuti stimuli tas-smigħ li mhumiex koerenti mas-serje armonika naturali u għalhekk bla dubju aktar kumplessi biex jiġu pproċessati. Tabilħaqq, sibna li għal sekwenzi tonali memorizzati, l-attività tal-moħħ kienet primarjament lokalizzata fin-netwerk thecortico-hippocampal fl-emisfera tal-lemin, u sekwenzi atonali memorizzati n-netwerk tas-smigħ fl-emisfera tax-xellug. Kif imsemmi hawn fuq, il-mużika atonali hija aktar diffiċli biex tiġi pproċessata23–27 u inqas apprezzata27–29 mill-mużika tonali. Għalhekk, biex jiġu rikonoxxuti sekwenzi atonali, ir-reġjuni tas-smigħ jistgħu jeħtieġu proċessar addizzjonali tal-ħsejjes biex tiġi estratta l-informazzjoni rilevanti li tinġarr mill-ewwel tones tas-sekwenzi. Imbagħad, din l-informazzjoni tista' tixxandar f'żoni ta' ordni għoli biex jiġu rikonoxxuti s-sekwenzi. Approċċ wieħed possibbli biex tiġi ttestjata aktar l-ipoteżi tal-armoniċità dwar ir-rikonoxximent tas-sekwenza jkun li tinħoloq ġabra ta 'biċċiet li huma sistematikament varjati f'termini tax-xebh tagħhom mal-armoniċi naturali. Studji futuri huma msejħa biex jinvestigaw perspettivi bħal dawn.

Ir-riżultati attwali huma wkoll konsistenti mal-ipoteżi tal-ispazju tax-xogħol neuronal globali43,44,67,68. Skont din it-teorija, l-istimuli jsiru konxji meta jaqbdu tard, reġjuni ta 'ordni għolja jirrispondu għall-attivazzjoni tal-kortiċi sensorji involuti fir-rappreżentazzjoni perċettiv. Bil-maqlub, l-informazzjoni sensih ma tilħaqx żoni tal-moħħ li jipproċessaw ħafna u l-attività newrali hija limitata għal kortiċi sensorji44,67,69. Importanti, sibna li s-sekwenzi tat-tonali wasslu għal attivazzjoni tard u robusta tar-reġjuni tal-ipproċessar tal-memorja. Għalkemm mhuwiex ċar għaliex is-sekwenzi atonali ġew ipproċessati b'mod differenti mill-moħħ, nistgħu nikkonfermaw li l-kumplessità tal-istimoli timmodula t-tranżizzjoni minn żoni primarji sensorji għall-ispazju tax-xogħol newronali globali, u tipprovdi informazzjoni addizzjonali għal dan il-qafas teoretiku komprensiv.

Fl-aħħarnett, ir-riżultati tagħna huma konformi mat-teorija temporospazjali tas-sensi, li tiffoka fuq erba’ mekkaniżmi spazjotemporali tal-attività tal-moħħ (espansjoni, globalizzazzjoni, allinjament, u nedness) biex tagħti kont għal erba’ dimensjonijiet korrispondenti tas-sensi (kontenut fenomenali, aċċess, forma/struttura, u livell/ stat)45,46. Fl-istudji attwali u preċedenti19,20,70, sibna li l-attività fil-medda ta 'frekwenza bil-mod (0.1–1 Hz) kienet marbuta mar-rikonoxximent tal-memorja ta' sekwenzi temporali tas-smigħ (mużikali). Dawn ir-riżultati jappoġġjaw il-kunċett tat-teorija ta 'tieqa riċettiva temporali li tippermetti l-integrazzjoni ta' sekwenzi ta 'stimolu f'unità konjittiva waħda f'meded ta' frekwenza bil-mod45. F'sekwenzi memorizzati kemm tonali kif ukoll atonali, sibna attivazzjoni aktar b'saħħitha fir-reġjuni tal-ipproċessar tal-memorja fil-medda ta 'frekwenza bil-mod.

Għalkemm l-għan ta 'dan l-istudju kien ir-rikonoxximent tal-memorja ta' sekwenzi awditorji estratti minn biċċiet mużikali ta 'kumplessità varjata, ikun interessanti li jiġu eżaminati d-differenzi fl-attività tal-moħħ bejn il-kodifikazzjoni u r-rikonoxximent ta' sekwenzi awditorji sempliċi u kumplessi. Fl-istudju attwali, il-kompitu ta 'rikonoxximent inkluda 160 sekwenza tas-smigħ b'ħames kuluri, filwaqt li l-biċċiet mużikali sħaħ indaqqu biss erba' darbiet fil-kodifikazzjoni, li jipprevjeni t-tqabbil dirett bejn it-tnejn. F'tentattiv li torbot il-fażijiet ta' kodifikazzjoni u ta' rikonoxximent, aħna kkalkulajna analiżi ta' korrelazzjoni bejn il-klassifikazzjonijiet tal-familjarità pprovduti mill-parteċipanti u l-attività tal-moħħ sottostanti r-rikonoxximent tas-sekwenzi memorizzati tonali. Familjarità akbar mal-biċċa tonali kienet korrelatata ma 'żieda fl-attivazzjoni fil-girus temporali tan-nofs u ġir oċċipitali tan-nofs fl-emisferu tax-xellug għall-aħħar tliet tones tas-sekwenzi tonali memorizzati. Dan ir-riżultat jappoġġja studji preċedenti li jorbtu dawn iż-żewġ reġjuni mal-memorja ta’ rikonoxximent71 u jissuġġerixxi li l-kodifikazzjoni profonda tal-mużika għandha rwol fil-proċess ta’ rikonoxximent. Studji futuri għandhom jirreplikaw u jespandu r-riżultati attwali billi jeżaminaw il-korrelati newrali sottostanti mhux biss ir-rikonoxximent tal-memorja iżda wkoll il-kodifikazzjoni tal-memorja ta 'sekwenzi awditorji ta' kumplessità li tvarja.

L-istudju attwali jipprovdi għarfien siewi dwar il-mekkaniżmi tal-moħħ sottostanti r-rikonoxximent tas-sekwenzi tas-smigħ. Ir-riżultati huma konsistenti ma’ dawk ta’ studji preċedenti u evidenza l-ingaġġ ta’ netwerk kbir tal-moħħ li jinkludi kemm l-ipproċessar tal-memorja kif ukoll ir-reġjuni tas-smigħ meta tkun qed tirrikonoxxi l-mużika. din il-kumplessità.

Metodi

MetodiParteċipanti. Il-kampjun tal-parteċipant kien jikkonsisti f'71 voluntier (38 raġel u 33female) ta' bejn 18 u 42 sena (età medja: 25 ± 4.10 sena). Il-parteċipanti kollha kienu b'saħħithom u rrappurtaw smigħ normali. Il-parteċipanti ġew reklutati fid-Danimarka u ġew minn pajjiżi tal-Punent bi sfondi soċjoekonomiċi u edukattivi li jaqblu.

Il-proġett ġie approvat mill-Kumitat tal-Etika tar-Reġjun Ċentrali tad-Danimarka (De Videnskabsetiske Komitéer għar-Reġjun Midtjylland, ref. 1-10-72-411-17). Il-proċeduri sperimentali twettqu f'konformità mad-Dikjarazzjoni ta' Helsinki—Prinċipji Etiċi għar-Riċerka Medika. Il-parteċipanti kollha taw kunsens infurmat qabel ma bdew il-proċedura sperimentali.

Stimuli u disinn sperimentali. Fl-esperiment intużaw żewġ kompożizzjonijiet mużikali: il-parti tal-lemin tal-Preludju Nru 1 ta' Johann Sebastian Bach f'CMMajor, BWV 846 (minn hawn 'il quddiem imsejħa l-biċċa atonali), u verżjoni atonali tal-preludju (minn hawn 'il quddiem imsejħa l-biċċa atonali). ). Verżjonijiet MIDI ġew maħluqa bl-użu Finale (MakeMusic, Boulder, CO) u ż-żewġ biċċiet damu 2.5 minuti kull wieħed, bl-istess tul għat-tonijiet kollha. LB ikkompona l-biċċa atonali bbażata fuq it-tonalpiece. B'mod partikolari, tones ġodda ġew assenjati għal kull wieħed mit-tonijiet li jinkludu l-preludju oriġinali ta' Bach. Dawn it-toni ġodda kienu wieħed jew żewġ semitoni ogħla jew aktar baxxi mit-toni oriġinali, u l-istess konverżjoni tat-ton ġiet applikata tul il-biċċa atonali kollha biex tinkiseb il-biċċa atonali (eż., kull ton C fil-biċċa tonali nbidel f'C sharp fil-biċċa atonali ). Għalhekk, iż-żewġ kompożizzjonijiet kienu identiċi f'termini tal-preżentazzjoni sekwenzjali tat-toni (jiġifieri, jekk C kien pożizzjonat bħala l-1, is-7 u t-8 ton fil-biċċa tonali, C sharp okkupa l-istess pożizzjonijiet fil-biċċa atonali), il-mudell ritmiku tagħhom, id-dinamika , u d-durata.Għalhekk, id-differenza kruċjali bejn iż-żewġ biċċiet kienet li l-biċċa tonali kienet fit-tasti tas-Do Maġġuri, filwaqt li l-biċċa atonali ma kellhiex ċavetta mużikali. L-ewwel żewġ bars ta 'kull biċċa huma murija fil-Fig. 1a, li juru xebh u korrispondenza bejn iż-żewġ biċċiet.

Erbgħin silta mużikali (jiġifieri, melodiji jew sekwenzi qosra) ġew estratti minn kull waħda mill-biċċiet. Is-siltiet kollha kienu jikkonsistu fl-ewwel ħames noti ta’ kull bar u damu għal 1250 ms (250 ms kull nota). Barra minn hekk, inħolqu 40 silta ġdida għal kull biċċa bbażati fuq dawk oriġinali. Dawn is-sekwenzi ġodda ġew imqabbla ma 'l-oriġinali fost diversi varjabbli, biex jipprevjenu konfużjoni potenzjali. Speċifikament, kienu mqabbla għar-ritmu, volum, timbru, tempo, metru, u tonalità.

Biex nikkwantifikaw id-differenzi fil-kumplessità bejn is-sekwenzi tonali u atonali, aħna kkalkulajna l-valuri tal-kontenut tal-informazzjoni (IC) u tal-entropija (H) għal kull ton tas-sekwenzi mużikali bl-użu tal-mudell Information Dynamics of Music (IDyOM) 56,72.IC u H jipprovdu stima tal-prevedibbiltà ta’ kull ton u inċertezza li biha tista’ tiġi mbassra73. L-IC tirrappreżenta n-numru minimu ta' bits meħtieġa biex tikkodifika ei u hija deskritta mill-Eq. (1):

L-ekwazzjoni (2) turi li, jekk il-probabbiltà ta' avveniment partikolari ei hija 1, il-probabbiltà tal-avvenimenti l-oħra f'A tkun 0, u għalhekk H tkun ugwali għal 0 (ċertezza massima). Bil-maqlub, jekk l-avvenimenti kollha huma ugwalment probabbli, H ikun massimu (inċertezza massima). Livelli ogħla ta 'IC u H jindikaw inqas prevedibbiltà tat-ton li ġej u għalhekk livell ogħla ta' kumplessità.

L-IC u l-H ta 'kull nota tas-sekwenzi tonali u atonali ġew ikkalkolati bl-użu ta' mudell imħarreġ fuq corpus ta 'biċċiet mużikali prototipi tal-Punent impjegati minn IDyOM56. Wara li ksibna l-punteġġi IC u H għall-individutones, wettaqna t-testijiet ta 'kampjuni f'pari biex nikkalkulaw id-differenza fl-IC u Hbejn is-sekwenzi tonali u atonali. Kien hemm differenza statistikament sinifikanti fl-IC (t73=-8.389, p <0.001) u H (t73=-3.374, p=0 .001) valuri bejn is-sekwenzi tonali u atonali, li jfisser li s-sekwenzi atonali (medja IC: 6.69 ± .86;medja H: 4.74 ± .17) huma aktar kumplessi minn dawk tonali (medja IC: 5.66 ± 0.83; meanH: 4.65 ± .11).

L-istimoli ġew impjegati f'paradigma ta 'rikonoxximent tas-smigħ qodma/ġdida li ġiet amministrata lill-parteċipanti filwaqt li l-attività tal-moħħ tagħhom ġiet irreġistrata bl-użu ta' MEG (Fig. 1b). Il-paradigma kienet tikkonsisti f'żewġ partijiet, kodifikazzjoni, u rikonoxximent, u saret darbtejn, darba għall-biċċa tonali u darba għall-biċċa atonali. L-ordni tat-tonal/atonal kienet kontrobilanċjata bejn il-parteċipanti. Matul il-parti tal-kodifikazzjoni, il-parteċipanti semgħu b'mod attiv erba' ripetizzjonijiet tal-biċċa mużikali kollha (tonali jew atonali) u ppruvaw jimmemorizzawha kemm jista 'jkun. Wara, ġew ippreżentati bit-80 silta mużikali (40 siltiet memorizzati u 40 siltiet ġodda, ordnati bl-addoċċ) u ddikjaraw jekk is-siltiet kinux jappartjenu għall-biċċa li qabel kienu semgħu (immemorizzata) jew jekk kinux siltiet ġodda (rumanz). L-eżattezza tar-rispons u l-ħin tar-reazzjoni ġew irreġistrati bl-użu ta 'joystick.

Analiżi tad-dejta tal-imġieba. Id-dejta tal-imġieba ġiet analizzata statistikament biex teżamina d-differenzi bejn l-erba 'kundizzjonijiet sperimentali (sekwenzi tonali memorizzati, sekwenzi tonali ġodda, sekwenzi atonali memorizzati, u sekwenzi atonali ġodda) fl-eżattezza tar-rispons u l-ħinijiet ta' reazzjoni. Żewġ ANOVAs ġew ikkalkulati (= 0.05). Analiżi post-hoc bil-korrezzjoni Bonferroni (aġġustat=0.0125) ġew użati biex iqabblu kull par ta 'kundizzjonijiet sperimentali.

Akkwist tad-dejta newrali. Ir-reġistrazzjonijiet MEG ġew akkwistati f'kamra protetta b'mod manjetiku fl-Isptar Universitarju ta' Aarhus (id-Danimarka) bi skaner Elekta NeuromagTRIUX MEG bi 306 kanali (Elekta Neuromag, Helsinki, Finlandja). Id-dejta ġiet irreġistrata b'rata ta' kampjunar ta' 1000 Hz b'filtrazzjoni analoga ta' 0.1–330 Hz. Qabel ma bdew ir-reġistrazzjonijiet, il-forma tar-ras tal-parteċipanti u l-pożizzjoni ta 'erba' coils tal-Indikatur tal-Pożizzjoni tal-Kap (HPI) li jikkonċernaw tliet punti familjari anatomiċi (nazzjon u fiducials) ġew irreġistrati bl-użu ta 'diġitalizzatur 3D (Polhemus Fastrak, Colchester, VT, USA). Din l-informazzjoni aktar tard intużat biex titqabbel id-dejta tal-MEG mal-iskans anatomiċi tal-MRI. Matul ir-reġistrazzjonijiet MEG, il-coils HPI irreġistraw lokalizzazzjoni kontinwa tar-ras, li sussegwentement intużat għall-analiżi tal-korrezzjoni tal-moviment. Barra minn hekk, żewġ settijiet ta 'elettrodi bipolari ntużaw biex jirreġistraw il-movimenti tal-għajnejn u r-ritmu tal-qalb biex aktar tard jitneħħew artifacts tal-elettrokokulografija (EOG) u tal-elettrokardjografija (ECG).

L-iskans tal-MRI ġew irreġistrati fuq skaner tal-MRI 3 T Siemens approvat mill-CE fl-Isptar tal-Università ta' Aarhus (id-Danimarka). Id-dejta ġiet irreġistrata bl-użu ta' strutturaliT1 b'riżoluzzjoni spazjali ta' 1.0 × 1.0 × 1.0 mm u s-sekwenzaparametri li ġejjin: ħin tal-eku (TE) {{9} }.96 ms, ħin ta' ripetizzjoni (TR)=5000 ms, daqs tal-matriċi rikostruwit=256 × 256, bandwidth=240 Hz/Px.

Ir-reġistrazzjonijiet MEG u MRI ġew akkwistati f'żewġ sessjonijiet separati.

Ipproċessar minn qabel tad-dejta newrali. Id-dejta mhux ipproċessata tas-sensorju tal-MEG (204 gradjometri planari u 102 manjetometri) ġew l-ewwel ipproċessati minn qabel minn MaxFilter32 biex irażżnu l-interferenzi esterni. Ġew applikati l-parametri MaxFilter li ġejjin: separazzjoni spazjali tas-sinjali spazjotemporali (SSS), kumpens tal-moviment bl-użu ta’ cHPIcoils (daqs tal-pass default: 10 ms), kampjun 'l isfel minn 1000 Hz għal 250 Hz, limitu ta' korrelazzjoni ta' 0.98 bejn is-subspazji ta' ġewwa u ta' barra użati biex jirrifjutaw s-superpożizzjoni. sinjali ta' ġewwa/ester ta' intersezzjoni waqt SSS spazjotemporali. Barra minn hekk, id-dejta ġiet ikkoreġuta għall-moviment tar-ras u ttieħdet kampjun għal 250 Hz. Id-dejta mbagħad ġiet ikkonvertita f'format tal-Immappjar Parametriku tal-Istatistika (SPM)74 u analizzata f'MATLAB (MathWorks, Natick, MA, USA) mal-Librerija tas-Softwer (OSL) tal-Oxford Center for HumanBrain Activity (OHBA) (https://ohba-analysis.github). .io/osl-docs/), softwer disponibbli b'xejn li jibni fuq Fieldtrip75, FSL76, u SPMtoolboxes.

Is-sinjal kien iffiltrat b'pass għoli (0.1 Hz ta 'qtugħ) biex jitneħħew frekwenzi esterni u sussegwentement ġie applikat filtru talja (48-52 Hz) biex jikkoreġi l-inferenzi tal-kurrent elettriku. Is-sinjal inaqqas aktar għal 150 Hz u d-dejta kontinwa tal-MEG ġiet spezzjonata viżwalment biex tneħħi l-artifacts bl-użu tal-għodda OSLview. Twettqet analiżi tal-komponenti indipendenti (ICA) biex tneħħi l-komponenti EOG u ECG. Wara li r-rikonoxxiet is-sinjal bil-komponenti li kien fadal77, id-dejta ġiet miġbura f'160 prova (80 silta minn kull biċċa mużikali). Kull prova damet 1350 ms (1250 ms flimkien ma '100 ms ta' ħin ta 'bażi) u analiżi ulterjuri saru fuq provi identifikati b'mod korrett biss (ara Fig. 1c).

Analiżi tad-dejta tas-sensorju MEG. Il-fokus primarju ta 'dan l-istudju kien fuq is-sejbien ta' differenzi fl-attività tal-moħħ sottostanti r-rikonoxximent tas-sekwenzi mużikali tonali versus atonali. Madankollu, id-dejta ġiet analizzata l-ewwel fil-livell tas-sensor MEG biex tivverifika li s-sinjal newrali kien aktar b'saħħtu għal sekwenzi mużikali memorizzati versus ġodda. Dan l-ewwel pass kien essenzjali biex jiġu replikati s-sejbiet preċedenti miksuba bl-użu ta 'ambjent u paradigma sperimentali simili ħafna u b'hekk tiġi vvalutata l-kwalità tad-dejta tagħna19,20.

Wara l-ipproċessar minn qabel tad-dejta newrali, u bil-linji gwida tal-MEGanalysis78, il-provi kollha li jappartjenu għal kundizzjoni waħda ġew ikkalkolati flimkien. Din il-proċedura rriżultat f'erba' provi medji: waħda għal provi memorizzati u waħda għal provi ġodda għal kull biċċa mużikali (jiġifieri, tonali memorizzati. , tonal ġdid, memorizedatonal, atonal ġdid). Sussegwentement, kull par ta 'gradjometri planari ġie kkombinat minn asum root square. It-testijiet t ta' kampjuni mqabbda (= 0.01) imbagħad ġew ikkalkolati biex jikkuntrastaw il-kundizzjonijiet memorizzati u ġodda kemm għall-biċċiet tonali u atonali, b'mod indipendenti. Dan sar għal kull gradjometru planari kkombinat u kull punt ta' ħin fil-medda ta' ħin 0–25{00 ms (mill-bidu tal-ewwel ton tas-sekwenzi mużikali) biex jiġi ddeterminat liema kundizzjoni ġġenerat sinjal newrali aktar b'saħħtu. L-analiżi ġew ikkalkulati għal gradjometri planari peress li dawn is-sensuri huma inqas affettwati mill-istorbju estern u għalhekk huma affidabbli ħafna meta jiġu kkalkulati l-analiżi fil-livell tas-sensorju MEG 78-81. Paraguni multipli ġew ikkoreġuti bl-użu ta' simulazzjonijiet Monte Carlo bbażati fuq clusters (MCS)82 (= 0.001, 1000 permutazzjoni) fuq ir-riżultati sinifikanti tat-test-t. Speċifikament, għal kull punt ta' żmien, ġiet iġġenerata matriċi 2D li tirriproduċi l-post spazjali tal-kanali MEG u r-riżultati tat-testijiet t ta' kull kanal MEG binarizzati skont il-valuri p tagħhom (0 s għal testijiet mhux sinifikanti u 1 s għal testijiet sinifikanti [ie, p <0.01]). L-elementi tal-matriċi 3D li tirriżulta mbagħad ġew sottomessi għal 1000 permutazzjoni. Għal kull permutazzjoni, identifikajna l-grupp massimu ta '1 permuted s, u bnejna distribuzzjoni ta' referenza billi tuża d-daqsijiet massimi tal-cluster misjuba għal kull waħda mill-permutazzjonijiet tal-1000. Fl-aħħarnett, il-clusters oriġinali li kellhom daqs akbar minn 99.9% tad-daqsijiet massimi tal-clusters tad-dejta permuted tqiesu sinifikanti.

Rikostruzzjoni tas-sors. Wara li eżaminajna s-saħħa tas-sinjali newrali fil-livell tas-sensur tal-MEG, iffukajna fuq l-għan ewlieni tal-istudju, li kien li jinvestiga d-differenzi newrali sottostanti r-rikonoxximent ta 'sekwenzi mużikali tonali versus atonali fl-ispazju tas-sors rikostruwit MEG. Biex inwettqu din l-analiżi, lokalizzajna s-sorsi tal-moħħ tas-sinjal newrali rreġistrat fil-kanali MEG. Din il-proċedura kienet teħtieġ tfassil ta’ mudell 'il quddiem, komputazzjoni tas-soluzzjoni inversa (f'dan il-każ, bl-użu ta' approċċ ta' formazzjoni ta' raġġi), u identifikazzjoni tas-sorsi tal-moħħ statistikament sinifikanti sottostanti. ir-rikonoxximent tas-sekwenzi tonali u atonali u l-kuntrasti tagħhom maż-żmien. Il-Figura 1d turi r-rappreżentazzjoni grafika tal-analiżi tar-rikostruzzjoni tas-sors.

Qabel ma jiġi kkalkulat l-algoritmu tar-rikostruzzjoni tas-sors, id-data kontinwa kienet bandpass iffiltrata f'żewġ meded ta 'frekwenza: faxxa bil-mod (0.1–1 Hz) u faxxa aktar malajr (2–8 Hz). Id-dejta miġbura u analizzata kienet oqsma relatati mal-avvenimenti, risponsi mhux indotti jew oxxillazzjonijiet. Dawn il-meded ntgħażlu abbażi ta’ sejbiet minn qabel minn Bonetti et al.19,20 li jissuġġerixxu li l-oqsma relatati mal-avvenimenti fil-fasterband kienu responsabbli għal elaborazzjoni sensorjali ta’ kull oġġett (ton) f’sekwenza, filwaqt li l-oqsma relatati mal-avvenimenti fil-medda bil-mod kienu responsabbli għar-rikonoxximent tas-sekwenza temporali kollha. Biex tkun komparabbli mal-letteratura preċedenti, ġew ikkalkulati analiżi addizzjonali fil-meded tal-frekwenza delta (1–4 Hz) u theta (5–8 Hz). Fl-aħħarnett, ġie kkalkulat kuntrast bejn il-bands ta 'frekwenza bil-mod u aktar mgħaġġla.

L-ewwel, mudell 'il quddiem ta' sferi li jikkoinċidu ġie kkalkulat bl-użu ta' 8-mmgrid. Dan il-mudell ta 'ras teoretiku jqis kull sors tal-moħħ bħala dipol attiv u jiddeskrivi kif is-saħħa unitarja ta' tali dipol hija riflessa madwar l-MEGsensors83. Bl-użu tal-informazzjoni miġbura mad-diġitalizzatur 3D, id-dejta tal-MEG u l-immaġini peżati T1-individwali ġew ko-reġistrati u l-mudell 'il quddiem ġie kkalkulat sussegwentement. Mudell MNI152-T1 b'riżoluzzjoni spazjali 8-mm intuża f'erba' każijiet li fihom l-iskans anatomiċi individwali ma kinux disponibbli. It-tieni, algoritmu ta' formazzjoni ta' raġġi kien impjegat bħala l-mudell invers. Dan huwa wieħed mill-algoritmi l-aktar użati għall-istima tas-sorsi tal-moħħ mid-dejta tal-MEGchannels u jikkonsisti fl-użu ta’ sett differenti ta’ piżijiet li jiġu applikati b’mod sekwenzjali għall-postijiet tas-sors (dipoli) biex tiġi iżolata l-kontribuzzjoni ta’ kull sors għall-attività rreġistrata mill-kanali MEG. għal kull ħin punt78,84,85.

Wara li ġew stmati s-sorsi tal-moħħ tas-sinjal irreġistrat fuq il-kanali MEG, ġie stmat Mudell Lineari Ġenerali (GLM) b'mod sekwenzjali għal kull punt ta' ħin ateach post dipol. Fl-ewwel livell, l-effett ewlieni tal-kundizzjonijiet memorizzati u ġodda, kif ukoll il-kuntrast tagħhom, ġew ikkalkulati b'mod indipendenti għal kull parteċipant. Fil-livell tal-grupp, t-testijiet twettqu għal kull post tad-dipol biex jinkiseb l-effett ewlieni ta 'tonal, atonal, u l-kuntrast tagħhom ikkalkulat fuq parteċipanti aggregati. Il-GLMs ġew stmati b'mod indipendenti kemm għad-dejta tonali kif ukoll atonali u għaż-żewġ meded ta 'frekwenza.

Attività tal-moħħ sottostanti l-iżvilupp tas-sekwenzi mużikali. Biex tiddetermina l-evoluzzjoni temporali tal-attività tal-moħħ sottostanti r-rikonoxximent tas-sekwenzi mużikali, l-MCS ibbażat fuq il-gruppi ġew stmati għal ħames twieqi ta 'żmien speċifiċi li jikkorrispondu għal kull wieħed mill-ħames tones li jinkludu s-sekwenzi mużikali. Din il-proċedura twettqet b'mod indipendenti kemm għad-dejta tonali u atonali kif ukoll għaż-żewġ meded ta' frekwenza. Għalhekk, għaxar MCS ibbażati fuq cluster ġew ikkalkulati għal kull biċċa mużikali (ħames tones x żewġ meded ta 'frekwenza) fuq ir-riżultati tal-analiżi fil-livell tal-grupp b'livell alfa aġġustat ta' 0.001 (= 0.01 /10=0.001). Din il-proċedura ppermettiet l-iskoperta tar-raggruppamenti spazjali ta 'sorsi sinifikanti tal-moħħ sottostanti r-rikonoxximent tas-sekwenzi mużikali tonali u atonali. Għal kull wieħed mill-MCSs, id-dejta kienet sottomedja fit-tieqa tal-ħin ta 'interess (eż., it-tieqa tal-ħin għall-ewwel ton tas-sekwenzi mużikali) u mbagħad ġiet sottomessa għal 1000 permutazzjoni biex tinbena distribuzzjoni ta' referenza tad-daqsijiet massimi tal-cluster misjuba fil-permuted. data. Imbagħad, bl-użu tal-istess proċedura bħall-kanali MEG, id-daqsijiet tal-cluster oriġinali tqabblu mad-distribuzzjoni ta 'referenza u kienu kkunsidrati sinifikanti jekk id-daqs tagħhom kien akbar minn 99.9% tad-daqsijiet massimi tal-cluster tad-dejta permutata.

Importanti, saru aktar analiżi biex jiġu vvalutati d-differenzi bejn id-dejta tonali u atonali meta ġew rikonoxxuti provi memorizzati kemm għall-faxex ta 'frekwenza bil-mod kif ukoll għal frekwenza mgħaġġla. Għal kull parteċipant, t-test (= 0.01) ġie kkalkulat għal kull post tas-sors u l-ħames twieqi tal-ħin li jikkorrispondu għal kull ton mużikali, b'kuntrast mal-attività tal-moħħ sottostanti r-rikonoxximent tal-mużika tonali versus atonali. Paraguni multipli ġew ikkoreġuti għall-użu ta 'MCS ibbażat fuq cluster, kif deskritt hawn fuq. F'dan il-każ, għaxar MCS (= 0.001, 1000 permutazzjonijiet) ġew ikkalkolati fuq ir-riżultati sinifikanti tat-test t (ħames tones × żewġ firxiet ta 'frekwenza).

Korrelazzjoni bejn il-klassifikazzjonijiet tal-familjarità u l-attività tal-moħħ sottostanti l-iżvilupp tas-sekwenzi tonali. Aħna eżaminajna jekk il-familjarità mal-Preludju Nru 1 ta' JSBach f'C Major, BWV 846 kinitx korrelata mal-attività tal-moħħ waqt ir-rikonoxximent tas-sekwenzi tonali estratti mill-biċċa. Barra mill-iskanner, il-parteċipanti ntalbu jivvalutaw il-familjarità tagħhom mal-biċċa tonali fuq skala minn 1 sa 7 (1="Qatt ma smajtha", 2="Kieli smajtha", 3="Xieli ismagħha", 4="Is-soltu nismagħha", 5="Dajtha", 6="Daqqiha quddiem udjenza", {{10} } "Għallitha").

Aħna kkalkula l-korrelazzjonijiet ta 'Pearson bejn punteġġi ta' familjarità tal-parteċipanti u l-attività tal-moħħ waqt ir-rikonoxximent ta 'kull wieħed mill-ħames tones li jinkludu sekwenzi memorizzati thetonal u kkoreġuti għal paraguni multipli bl-użu ta' MCS ibbażat fuq cluster. Wara li nkisbu r-raggruppamenti spazjali li kkorrelataw b'mod sinifikanti (= 0.05) mal-klassifikazzjonijiet tal-familjarità tal-parteċipanti, id-dejta ġiet ikkalkolata taħt il-medja f'ħames twieqi. Il-voxels sinifikanti tal-moħħ ġew mħawda fl-ispazju u tkejjel id-daqs massimu tal-cluster. Imbagħad, bnejna distribuzzjoni ta' referenza tad-daqsijiet massimi tal-clusters u qabbilna d-daqsijiet tal-cluster oriġinali mad-distribuzzjoni tar-referenza. Il-clusters kienu kkunsidrati sinifikanti biss jekk id-daqs tagħhom kien akbar minn 95% tad-daqsijiet massimi tal-clusters tad-dejta permutata.

Statistika u riproduċibbiltà. L-analiżi statistiċi għall-valutazzjoni tal-IC u l-Hlevels tal-istimoli użaw testijiet t ta' kampjuni f'pari. Id-dejta tal-imġieba ġiet analizzata bl-użu ta 'żewġ ANOVAs one-way. Id-dejta tas-sensorju MEG ġiet analizzata bl-użu ta' testijiet t ta' kampjuni mqabbda u kkoreġuta għal paraguni multipli bl-użu ta 'MCS ibbażat fuq cluster. L-ewwel analiżi tal-livell (suġġett) għad-dejta tas-sors tal-MEG ġiet ikkalkulata bl-użu ta' GLM. Il-livell tal-grupp ġie kkalkulat bl-użu ta' testijiet t ta' kampjuni f'pari u kkoreġut għal paraguni multipli b'MCS ibbażat fuq cluster. Ir-relazzjoni bejn id-dejta tal-moħħ u l-familjarità preċedenti mal-mużika ġiet evalwata bl-użu tal-korrelazzjonijiet ta 'Pearson u kkoreġuta għal paraguni multipli permezz ta' MCS ibbażat fuq cluster. Dettalji ta' dawn il-proċeduri huma rrappurtati b'mod estensiv matul it-taqsima tal-Metodi. L-analiżi involvew 71 parteċipant.

Referenzi

1. Gabrieli, JD Newroxjenza konjittiva tal-memorja umana. Annu. Dun Psychol.49, 87–115 (1998).

2. Daumas, S., Halley, H., Frances, B. & Lassalle, JM Kodifikazzjoni, konsolidazzjoni u rkupru tal-memorja kuntestwali: involviment differenzjali tas-sottoreġjuni tal-ippocampal CA3 u CA1 dorsali. Tgħallem. Mem. 12, 375–382 (2005).

3. Greicius, MD et al. Analiżi reġjonali tal-attivazzjoni tal-ippocampal waqt il-kodifikazzjoni u l-irkupru tal-memorja: studju fMRI. Hippocampus 13, 164–174 (2003).

4. Meltzer, JA & Constable, RT L-attivazzjoni tal-formazzjoni tal-ippocampal tal-bniedem tirrifletti s-suċċess kemm fil-kodifikazzjoni kif ukoll fl-irtirar bil-kud ta 'assoċjati paired.NeuroImage 24, 384-397 (2005).

5. Bird, CM Ir-rwol tal-hippocampus fil-memorja tar-rikonoxximent. Cortex 93,155–165 (2017).

6. Eichenbaum, H., Yonelinas, AP & Ranganath, C. Il-lobe temporali medjali u l-memorja tar-rikonoxximent. Annu. Dun Neurosci. 30, 123–152 (2007).

7. Wiltgen, BJ, Brown, RA, Talton, LE & Silva, AJ Ċirkwiti ġodda għal memorji qodma: ir-rwol tan-neocortex fil-konsolidazzjoni. Neuron 44, 101–108 (2004).

8. van Kesteren, MT, Fernandez, G., Norris, DG & Hermans, EJ Konnettività hippocampal-neocortical dipendenti minn Persistentschema waqt il-kodifikazzjoni tal-memorja u l-mistrieħ ta 'wara l-kodifikazzjoni fil-bnedmin. Proc. Natl Acad. Sci. USA 107,7550–7555 (2010).

9. Mehta, MR interazzjoni Cortico-hippocampal matul stati up-down u konsolidazzjoni tal-memorja. Nat. Newrosci. 10, 13–15 (2007).

10. Aggleton, JP & Brown, MW Sistemi interleaving tal-moħħ għal memorja episodika u rikonoxximent. Xejriet Cogn. Sci. 10, 455–463 (2006).

For more information:1950477648nn@gmail.com