Prediction of Visual Feedback Effects on Speech Motor Adaptation in Healthy Adults (PVF)

Podczas mówienia mózg opiera się na wielu źródłach informacji zwrotnej, w tym na bodźcach słuchowych oraz fizycznych odczuciach z języka i warg, aby monitorować i korygować mowę w czasie rzeczywistym. Ludzie różnią się pod względem tego, w jakim stopniu polegają na każdym z tych źródeł informacji zwrotnej, a te indywidualne różnice mogą przewidywać, kto najwięcej skorzysta z różnych rodzajów technologicznego wsparcia w nauce mowy.

Niniejsze badanie sprawdza, czy obliczeniowy model indywidualnej reakcji na informację zwrotną ze zmysłów może przewidzieć, w jakim stopniu dana osoba skorzysta z dodania wizualnej informacji zwrotnej w czasie rzeczywistym podczas zadania mowy. Uczestnicy wykonają serię zadań, w których informacja zwrotna słuchowa dotycząca mowy jest zmieniana w czasie rzeczywistym przez słuchawki. Następnie wykorzystuje się model obliczeniowy do oszacowania, jak silnie każdy uczestnik polega na słuchu w porównaniu z odczuciami fizycznymi podczas monitorowania mowy. Następnie uczestnicy powtarzają zadanie z dodanym wyświetlaczem wizualnym pokazującym sygnał mowy obok celu, dostarczając dodatkowe źródło informacji zwrotnej.

Główne pytanie brzmi, czy obliczeniowy profil wykorzystania informacji zwrotnej ze zmysłów – w szczególności, czy dana osoba bardziej polega na słuchu czy na odczuciach fizycznych – przewiduje, w jakim stopniu wyświetlacz wizualny poprawia zdolność każdego uczestnika do reagowania na zmienioną informację zwrotną.

Na początku uczestnicy wykonują dwie wersje zadania z zmodyfikowaną informacją zwrotną słuchową (AAF) bez informacji zwrotnej wizualnej. Pierwsza wykorzystuje projekt „szybkiej adaptacji”, w którym zmodyfikowana informacja zwrotna jest wprowadzana i wycofywana wielokrotnie w krótkich seriach eksperymentalnych; druga wykorzystuje standardowy projekt adaptacyjny, w którym zmodyfikowana informacja zwrotna jest wprowadzana raz i utrzymywana przez dłuższą serię. Wyniki w obu zadaniach są poddawane modelowaniu obliczeniowemu SimpleDIVA w celu oszacowania parametrów reakcji słuchowej i somatosensorycznej specyficznych dla uczestnika. Wykorzystanie dwóch wariantów zadania pozwala na ocenę stabilności szacunków parametrów w różnych warunkach wywoływania.

Następnie uczestnicy wykonują standardowe adaptacyjne zadanie AAF z jednoczesną wizualno-akustyczną informacją zwrotną w czasie rzeczywistym. Wyświetlacz wizualny przedstawia aktualny sygnał odtwarzania dźwięku (tj. zmieniony sygnał) obok celu wizualnego pochodzącego z produkcji wyjściowej uczestnika. Główną miarą wyniku jest zysk wizualny, zdefiniowany jako różnica wewnątrz uczestnika w wielkości kompensacji między warunkiem informacji zwrotnej słuchowo-wizualnej a warunkiem tylko słuchowym w standardowym adaptacyjnym zadaniu AAF.

Główna analiza wykorzystuje regresję liniową do przetestowania, czy parametry SimpleDIVA z fazy początkowej przewidują wielkość zysku wizualnego. Głównym predyktorem zainteresowania jest stosunek ważenia słuchowego do całkowitego ważenia sensorycznego, odzwierciedlający względną dominację informacji zwrotnej słuchowej w stosunku do somatosensorycznej. Wielkość kompensacji początkowej w warunku tylko słuchowym zostanie uwzględniona jako kowariancja. Test t dla prób zależnych również oceni ogólny efekt dodania informacji zwrotnej wizualnej na wielkość kompensacji w całej próbie.