Electromyographic human startle experiments : toolbox implementation and software educationn

Abstract

In der physiologischen Psychologie und in der Neurowissenschaft sowie in der klinischen Diagnostik sind seit einigen Jahren sogenannte Schreckreflex Experimente (engl."startle experiments") relativ stark verbreitet.<br />Bei diesem Versuchsdesign wird an der Testperson mittels zweier unterhalb des Auges applizierter Elektroden ein Elektromyogramm (EMG) abgleitet. Während des Experimentes werden der Testperson Schreckstimuli (lautes Geräusch, Luftstoß, etc.) dargeboten. Je nach Versuchsbedingung und/oder Erkrankung lassen sich unterschiedliche Schreck-Reaktionen im EMG nachweisen (Das EMG wird durch kognitive und emotionale Prozesse moduliert).<br />Aufgabenstellung dieser Masterarbeit ist es, für unerfahrene NeurowissenschafterInnen und DiplomandInnen eine Software-Arbeitsumgebung (EMG-Signalverarbeitung, Verwaltung von Testpersonen/Versuchsbedingungen) bereitzustellen, um Schreckreflex Experimente durchführen zu können.<br />Neben der Herstellung und Installation der Arbeitsumgebung erhalten die zukünftigen AnwenderInnen eine gründliche Unterweisung in ebendiese.<br />Diese Unterweisung umfasst unter anderem eine Einschulung in Matlab, denn in dieser Sprache ist die EMG-Toolbox implementiert.<br />EMG-Signale werden für Schreckreflex Experimente derzeit nach mehreren unterschiedlichen Methoden vorverarbeitet. Die Bestrebungen laufen jedoch dahin, die Prozeduren zu standardisieren. Die implementierte Toolbox will dazu einen Beitrag leisten, indem der gegenwärtige wissenschaftliche Konsens (insbesondere Filtertechniken) herausgearbeitet und in der Software umgesetzt wird.<br />

In physiological psychology, neuroscience as well as clinical diagnostics so-called startle experiments have been popular for quite some time now.<br />In this test design two electrodes are applied underneath a subject's eye and an electromyogram (EMG) is recorded. During the experiment the test person is exposed to different startle stimuli (noise, air puffs).<br />Depending on the subject's test condition or the subject's medical history specific reactions to the startle impulse can be detected in the EMG. - The EMG is modified by emotional and cognitive processes.<br />The goal of this thesis is to provide a software working environment for student's and unexperienced neuroscientists to enable them to conduct startle experiments (processing of EMG signals, administration of datasets/test persons).<br />In addition to the implementation of the toolbox/working environment the future users are instructed and educated. This education contains inter alia an introduction to Matlab, because the toolbox is implemented in this scripting language.<br />There are a couple of coexisting approaches for EMG signal processing regarding startle experiments. However, there is effort to standardize those procedures. The new working environment/toolbox contributes to this trend by considering the current scientific consensus and implementing state of the art guidelines.<br />