Juni 2019
In
Internationale Zeitschrift für Ambient Computing und Intelligenz
Es sollte untersucht werden, ob die Körpertemperatur durch eine wirksame Hörgeräuschstimulation moduliert und als Biomarker verwendet werden kann, um festzustellen, wann ein damit verbundener Wechsel von einem gestressten zu einem ruhigen Zustand erfolgt.
Bei 6 Teilnehmern wurde die periphere Körpertemperatur über einen Finger mit dem BioGraph Infiniti V4 gemessen, um einen Basiswert festzulegen. Anschließend erhielten sie jeweils über einen Zeitraum von jeweils zwei Minuten eine allmählich zunehmende Lautstärke einer Lärmstimulation in fünf verschiedenen Stufen, gefolgt von zwei Minuten ohne Lärm, wobei ihre Temperatur durchgehend gemessen wurde.
Die allgemeinen Lärmindexwerte zeigten bei allen Probanden eine umgekehrte U-förmige Funktion, wobei die periphere Körpertemperatur zunächst mit der Lärmstimulation abnahm, dann über den Ausgangswert anstieg und schließlich ohne Lärm deutlich abfiel. Die Ergebnisse zeigen das Vorhandensein des „Drehpunktprinzips“ im autonomen Nervensystem, das Reaktionen des sympathischen und parasympathischen Nervensystems stimuliert und verfolgt. Insbesondere wurde festgestellt, dass die optimale Geräuschamplitude für die meisten Teilnehmer bei 70 dBSPL liegt, ein Wert, der verbesserte taktile, visuelle, propriozeptive Empfindungen und motorische Mechanismen ermöglicht.
Die Untersuchung von Hörgeräuschen kann die Empfindlichkeit taktiler, visueller und propriozeptiver Systemreaktionen auf schwache sensorische Signale verbessern.
In einer Reihe unterschiedlicher sensorischer Modalitätsexperimente wurden verschiedene Hörschwellen verwendet, um die visuellen, taktilen und propriozeptiven sensorischen Reaktionen und Leistungen der Teilnehmer zu testen.
Die Ergebnisse zeigten, dass die kreuzmodale stochastische Resonanz ein allgegenwärtiges Phänomen beim Menschen ist, das multisensorische Neuronen modulieren kann. Der Effekt ist eine integrierte Aktivierung, die Sensibilitätsübergänge fördert und die Wahrnehmung von Signalen über mehrere Sinnestypen hinweg verbessert.
Phononen liefern Einblicke in das Verhalten von Muskelkontraktionen.
Untersuchung mehrerer physikalischer Konzepte, die uns dabei helfen könnten, viele verschiedene biologische Systeme auf neuartige Weise zu verbessern.
Der Einfluss von Photonen, Phononen, Lasern, Mikrotubuli, elektronischen Kristallen, Blochwellen, neuronischen Kristallen und phononischen Kristallen auf das Verhalten biologischer Systeme wurde untersucht. In einem Experiment wurden die Teilnehmer über 10 Versuche mit isometrischen Wadenkontraktionen beauftragt, wobei die Muskelaktivität über EMGA-Elektroden gemessen wurde.
Insbesondere wurde festgestellt, dass Phononen dabei helfen können, isometrische Muskelkontraktionen zu verstehen. Die Forscher vertreten den Standpunkt, dass viele dieser Arten physikalischer Phänomene möglicherweise zu neuen Erkenntnissen über komplexe biologische Systeme führen könnten.
Das Drehpunktprinzip könnte als asymmetrischer, anharmonischer Oszillator modelliert werden.
Untersuchung der Mechanismen hinter dem Drehpunktprinzip durch eine Kombination verschiedener Experimente.
15 verschiedene Experimente, die das Drehpunktprinzip nutzen, untersuchten die Auswirkungen unterschiedlicher Schwellenwerte deterministischer und stochastischer sensorischer Stimulation über visuelle, motorische, taktile, auditive und propriozeptive Modalitäten.
Die Ergebnisse ergaben, dass das Drehpunktprinzip als asymmetrischer, anharmonischer Oszillator modelliert werden kann und dass Muskelreaktionen gut durch Debyes Theorie der Phononen oder mechanischen Schwingungsmodi beschrieben werden können.
Mehrere modalübergreifende sensorische Stimulationsexperimente zeigen ein bidirektionales Zusammenspiel zwischen Neuronen und dem peripheren Nervensystem.
Es sollte untersucht werden, inwieweit multisensorische Integrationseffekte ein bidirektionales Zusammenspiel zwischen dem Gehirn und dem peripheren Nervensystem beinhalten.
5 gesunde junge Erwachsene wurden einer Reihe von 5 verschiedenen sensorischen Experimenten unterzogen, bei denen verschiedene Kombinationen von taktilen, akustischen und visuellen Reizen auf unterschiedlichen Schwellen- und Oberschwellenniveaus zum Einsatz kamen. Die Reaktionen des peripheren Nervensystems wurden über die Elektromyographieaktivität gemessen.
Insgesamt zeigten die Ergebnisse deutlich, dass Signale im peripheren Nervensystem durch modalübergreifende Interaktion auf zentraler Ebene moduliert werden können. Diese Ergebnisse legen nahe, dass modalübergreifende sensorische Verarbeitung sowohl auf physikalischer als auch auf biologischer Ebene stattfindet und dass die Aktivität von Neuronen über physikalische Interaktionen moduliert werden kann.
Die sensorische Verarbeitung kann durch verschiedene Formen der Stimulation mehrerer sensorischer Modalitäten konsequent verbessert werden.
Untersuchung der Merkmale der multisensorischen Integration sowohl mit stochastischen als auch mit deterministischen Formen sensorischer Stimulation.
Die Studienteilnehmer unterzogen sich einer Reihe von neun Sinnesexperimenten mit verschiedenen Kombinationen aus visueller, akustischer, taktiler und elektromyographischer Stimulation, um multisensorische Integrationsreaktionen zu untersuchen.
Die Ergebnisse lieferten klare Beweise für das Fulcrum-Prinzip und zeigten verbesserte modalübergreifende multisensorische Wahrnehmungsreaktionen bei verschiedenen Formen sensorischer Stimulation. Insgesamt wurde festgestellt, dass der Energietransfer, der zur optimalen Modulation neuronaler Zündungen erforderlich ist, über alle Formen von Reizen hinweg annähernd konstant ist, sowohl für stochastische als auch für deterministische Eingangssignale. Die Ergebnisse bieten einen Rahmen für die Verbesserung der menschlichen Leistungsfähigkeit auf leicht zugängliche Weise und können zu einem besseren Verständnis von Erkrankungen wie Autismus und ADHS führen.
Optimiertes taktiles Rauschen erhöht die visuelle Wahrnehmungsschwelle schwacher Signale deutlich.
Es sollte untersucht werden, ob multisensorische Integrationseffekte zwischen taktilem Rauschen und Sehen übergehen können, um die Wahrnehmungsempfindlichkeit gegenüber schwachen Signalen zu erhöhen, die typischerweise schwer zu erkennen sind.
7 gesunde junge Erwachsene erhielten über einen piezoelektrischen Sensor eine taktile Geräuschstimulation mit bis zu 1 kHz. Die Aufgabe der Teilnehmer bestand außerdem darin, die Eigenschaften von Sinusgittern mit unterschiedlicher Leuchtdichtemodulation mithilfe eines Treppenverfahrens zu ermitteln.
Die Ergebnisse zeigten, dass die visuellen Schwellenprofile der Teilnehmer als Funktion der unterschiedlichen taktilen Geräuschpegel variierten und eine typische U-Umkehrfunktion zeigten. Bei optimalem Rauschen wurde die visuelle Wahrnehmung schwacher Signale deutlich verbessert. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die Ergebnisse die Annahme, dass das Fulcrum-Prinzip ein grundlegendes physikalisches Prinzip ist, das der gesamten sensorischen Verarbeitung zugrunde liegt, stark stützen.
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