Oblasti mozku zapojené do paměti zvuku a mluveného slova

Objektivní:

Lidé jsou jediná zvířata, která ke vzájemné komunikaci používají jazyk. Kromě mnoha dalších požadavků lidé potřebují vynikající sluchovou dlouhodobou paměť, aby byli schopni zvládnout komplikovaný úkol naučit se jazyk. Stále není zcela pochopeno, které oblasti mozku se podílejí na přenosu sluchových podnětů do dlouhodobé paměti. Cílem tohoto výzkumného návrhu je prozkoumat, zda mozkové struktury, o kterých je známo, že jsou zásadní pro tvorbu jazyka, hrají také důležitou roli při kódování sluchových podnětů do dlouhodobé paměti.

Studijní populace:

Ke zkoumání role navrhujeme použít repetitivní transkraniální magnetickou stimulaci (rTMS).

frontální a temporo-parietální korové oblasti při ukládání sluchových podnětů do dlouhodobé paměti. Celá studie bude zahrnovat tři experimenty. Každý ze tří experimentů se bude skládat z jedné až tří relací. Lekce 1 a 2 budou povinné v každém experimentu. Sezení 3 bude vyžadováno pouze v případě, že budou získány pozitivní výsledky v relaci 2. Každý účastník se může zúčastnit pouze jednoho ze tří plánovaných experimentů.

V Experimentu 1 budeme zkoumat potenciální roli Brocovy oblasti ve sluchové paměti. Pokud zjistíme, že rTMS v Brocově oblasti narušuje výkon při paměťové úloze, provedeme kontrolu (relace 3), abychom určili, zda poškození bylo skutečně způsobeno interferencí s vnímáním stimulů spíše než s pamětí jako takovou. Provedeme Experiment 2, abychom prozkoumali možnou roli Wernickeho regionu ve sluchové paměti. Provedeme experiment 3, abychom prozkoumali roli ventrálního premotorického kortexu (PMv) ve sluchové paměti.

V experimentu 2 a 3 také provedeme stejnou kontrolní relaci 3, jako v experimentu 1, pokud rTMS zhorší výkon v úloze sluchové paměti. Všechny experimenty se budou skládat ze dvou sezení a další, třetí sezení, pokud se zjistí poškození vyvolané rTMS. V takovém případě budou všichni účastníci povoláni zpět ke kontrolnímu experimentu. Během sezení 1 bude provedeno neurologické vyšetření a bude provedeno klinické, anatomické a funkční zobrazení MRI (zobrazení magnetickou rezonancí) (funkční MRI pro druhé opakování experimentu 1 a pro experiment 3). V relaci 2 bude rTMS použit ve snaze dočasně narušit funkci Brocovy oblasti (experiment 1), TPJ (experiment 2) nebo PMv (experiment 3), zatímco účastníci provádějí úlohu paměti pro rozpoznání sluchu. Dočasným narušením kortikálního fungování v těchto lokalizovaných oblastech budeme schopni určit, zda je jejich funkce klíčová pro kódování sluchových podnětů do dlouhodobé paměti. V kontrolním sezení, které se má provést pouze v případě, že experimentální úkol přinese pozitivní výsledek (tj. zhoršení), otestujeme sluchové vnímání tím, že požádáme účastníky, aby udělali stejné/různé úsudky o párech stimulů (podobné těm, které byly použity v relaci 2) prezentované s velmi krátkým zpožděním při použití stejné rutiny rTMS jako v relaci 2.

Novelou chceme rozšířit relaci 1 tak, aby zahrnovala funkční zobrazení MRI (fMRI) určené k identifikaci a upřesnění cílů pro narušení pomocí rTMS v následující relaci: Brocova oblast (experiment 1) a PMv (experiment 3). Konkrétně máme v úmyslu (1) zopakovat experiment 1 schváleného protokolu s použitím lokalizace fMRI u dalších 15 subjektů a (2) pokračovat s experimentem 3, jak je popsáno v původním protokolu, také s přidáním lokalizace fMRI. Počáteční výsledky v experimentu 1 (Brocova oblast) byly těsně pod významem, možná proto, že anatomické orientační body jsou mezi subjekty nekonzistentní (např. Amunts et al., 1999); fMRI lokalizátor u každého subjektu by mohl tuto variabilitu snížit. Na rozdíl od předchozího protokolu nelze sezení 1 přeskočit, pokud subjekt v minulém roce absolvoval neurologické vyšetření a MRI (zkoušku lze přeskočit, ale fMRI budou potřebovat všechny subjekty). Maximální počet sezení na experiment zůstane nezměněn ve třech: 1) vstupní vyšetření a anatomická/funkční MRI, 2) rTMS a 3) kontrolní sezení pouze v případě, že je pozorován významný účinek rTMS.

Podle dodatku si také přejeme považovat tyto tři experimenty za nezávislé, spíše než každý závislý na výsledku předchozího experimentu (experimentů). Jak je uvedeno níže (části 2.3–2.5), experimentální důkaz implikuje všechny tři oblasti ve sledované sluchově-motorické síti. Předběžné důkazy naznačují pozitivní účinek v experimentu 2 (TPJ), ale to nečiní experiment 3 diskutabilním. Proto si přejeme aplikovat fMRI-cílenou rTMS na Brocovu oblast a PMv v nezávislých experimentech.

Výsledná opatření:

V sezení 2 bude primárním měřítkem výsledku počet správně zapamatovaných sluchových podnětů. Sekundárním výstupem bude reakční doba během fáze rozpoznávání experimentu.

V kontrolním experimentu (pokud byl proveden) bude primárním měřítkem výsledku počet správných stejných/různých úsudků a opět bude sekundárním měřítkem reakční doba.