Sincronización sensomotora. Perturbaciones temporales y espaciales en una tarea de finger tapping

• Autores: López, Sabrina Laura
• Año de publicación: 2021
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Laje, Rodrigo
• Materia: NEUROCIENCIA; PROCESAMIENTO TEMPORAL; SINCRONIZACION SENSOMOTORA; MILLISECOND TIMING; FINGER TAPPING; DINAMICA NO LINEAL; NEUROSCIENCIE; TEMPORAL PROCESSING; SENSORIMOTOR SYNCHRONIZATION; MILLISECOND TIMING; FINGER TAPPING; NONLINEAR DYNAMICS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Aunque el paso del tiempo resulta tan evidente como el color de una manzana o el tono de una cuerda de guitarra, en comparación, poco se sabe acerca de cómo ocurre la percepción temporal. Las diferentes escalas temporales (días, horas, segundos) se resuelven con mecanismos y procesos diferentes. En particular la escala de las centenas de milisegundos, conocida como millisecond timing, es crucial para el control motor, la producción y procesamiento del habla y música y la secuenciación rápida de tareas cognitivas entre otras. La sincronización sensomotora es uno de los comportamientos paradigmáticos en millisecond timing donde se ponen en juego tanto la percepción como la producción de patrones temporales. Una tarea clásica de sincronización sensomotora es el finger tapping. El ejercicio consiste en marcar con un dedo el pulso de un estímulo externo periódico, como cuando seguimos el pulso de la música golpeando con el pie. Las diferencias entre el tiempo de ocurrencia de cada respuesta y el del estímulo correspondiente se denominan asincrónicas y constituyen el observable más importante para describir el fenómeno de sincronización. Tradicionalmente, las tareas de finger tapping proponen perturbaciones temporales con el objetivo de desentrañar el mecanismo de corrección de error subyacente. Estas alteraciones se consiguen a expensas de modificar el estímulo externo (por ej. su período). Esto es una limitación ya que este tipo de perturbaciones generan un cambio en el parámetro (el período), pero también en la variable (asincronía). Este trabajo, mediante el diseño y construcción de un dispositivo novedoso, propone una nueva clase de perturbaciones temporales que se originan producto de un cambio en las condiciones espaciales de la tarea. Modificando la altura del punto de contacto es posible generar asincrónicas sin alterar el período del estímulo externo, así como cambiar el período sin que esto genere un error forzado. Esto representa una nueva herramienta para la caracterización del comportamiento y la construcción de los modelos teóricos de corrección al permitir desacoplar los efectos de las perturbaciones temporales tradicionales, con implicancias en otras áreas de la sincronización sensomotora como son la producción y percepción musical y la coordinación de la marcha. Estas perturbaciones permiten acceder a estados del sistema tradicionalmente vedados y resolver un factor de confusión que subsistió por décadas. Un segundo tipo de perturbaciones novedosas, llamadas adaptativas, producen además que el sistema muestre comportamientos más allá de la conocida y robusta resincronización. En conjunto, los resultados muestran que el mecanismo de corrección del error es intrínsecamente no lineal y sugieren además que el origen de la asincronía no influye en la subsecuente resincronización que se realiza con un mecanismo único de corrección del error.
Although the passage of time seems as apparent as the color of an apple or the pitch of a guitar string, in comparison little is known about how time perception takes place. Different time scales (days, hours, seconds) are solved through different processes and mechanisms. In particular, the scale of hundreds of milliseconds, known as millisecond timing, is crucial for motor control, generation and processing of speech and music, and speedy sequence of cognitive skills, among others. Sensorimotor synchronization is one of the paradigmatic behaviors in millisecond timing, where both perception and generation of time patterns take place. Finger tapping is a classic sensorimotor synchronization task. This exercise involves a finger indicating the pulse of an external periodic stimulus, similar to when you follow the beat of the music with your foot. The time delay between the response tap and the corresponding stimulus is called asynchrony, which makes up the most important observed variable to describe the synchronization phenomenon. Traditionally, finger tapping tasks propose time perturbations that aim to understand the underlying mechanism of error correction. These alterations are achieved by modifying the external stimulus (e.g. it’s period), which presents a limitation as this type of perturbations generates a change in the stimulus parameter (the period), as well as in the variable itself (asynchrony). This study, through the design and construction of a novel device, proposes a new class of time perturbations that originate after a change in the spatial aspects of the task. By shifting the height of the contact point, it’s possible to generate asynchronies without having to modify the stimulus’ period or to alter the period without producing a forced error. This represents a new tool for behavior characterization and the construction of correction theoretic models, as it allows to decouple the effects of traditional time perturbations. It also has implications in other sensorimotor synchronization areas, such as music production and perception, and gait coordination. These disturbances give access to states of the system that were traditionally inaccessible and solve a confounding that has persisted for decades. A second type of novel disturbances, called adaptive, also makes the system exhibit behaviors beyond the robust and well-known resynchronization. Taking everything into account, results show that the error correction mechanism is inherently non-linear and suggest that the origin of asynchrony does not influence the subsequent resynchronization that is carried out through a single error correction mechanism.
Fil: López, Sabrina Laura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.