Neurofyziologické mechanismy porozumění jazyku

Všechny experimenty a záznamy budou probíhat na Univerzitě Alabama v Birminghamu (UAB) Epilepsy Monitoring Unit (EMU). Všechny elektrody používané ke shromažďování dat jsou na místě prostřednictvím standardní péče pro léčbu pacientovy epilepsie monitorováním nervové aktivity, aby bylo možné nasměrovat nadcházející příslušnou operaci. Ve všech experimentech bude neurální aktivita zaznamenávána ze standardní péče elektrod pomocí buď vysoce věrného systému zesilovače Neuralynx Atlas schváleného FDA (Bozeman, MT) nebo standardního záznamového systému (Natus Quantum Recording System, Pleasanton , CA), která se běžně používá k monitorování záchvatové aktivity pro klinické účely během pobytu pacienta v nemocnici. V experimentálním stimulačním experimentu souvisejícím s úkolem bude stimulace prováděna pomocí standardního elektricky izolovaného stimulátoru (Nicolet Cortical Stimulator, Natus, Pleasanton, CA).

Úkol s nahrávkou pouze slovo po slovu. Účastníci jsou požádáni, aby četli a porozuměli větám prezentovaným po jednom slově. Účastníci postupují větou svým vlastním tempem stisknutím tlačítka, aby postoupili ke každému dalšímu slovu věty. Na konci každé věty jsou účastníkům předloženy 4 obrázky a jejich úkolem je vybrat, který ze 4 obrázků odpovídá větě, kterou právě přečetli. Jsou uvedeny tři typy vět: Objektově relativní věty (např. "Kočka, kterou pes pronásledoval, byla hnědá"), předmětové relativní věty ("Kočka, která honila psa, byla hnědá") a kontrolní věty ("Hnědá kočka honila psa"). Tyto 4 obrázky současně zjišťují přiřazení pacienta/agenta (tj. "kdo koho honil?") a přiřazení doplňku-podstatného jména ("byl kočka nebo pes hnědý?"). 1 ze 4 obrázků je správný, 1 obrázek ukazuje chybu pacient-agent, 1 odráží chybu komplement-podstatné jméno a 1 odráží obě chyby současně.

Stimulační úkol. Subjekty provedou úkol čtení vět po slovech jako dříve, pouze u tohoto úkolu na některém objektu pokusy o relativní větu je aplikována intrakraniální stimulace na hranici fráze uprostřed věty. Například by se jednalo o slovo „honil“ v ​​objektové relativní větě „Kočka, kterou pes pronásledoval, byla hnědá“. Parametry stimulace. Intrakraniální stimulace je aplikována při 50 Hz po dobu 1 sekundy. Tyto stimulační parametry jsou navrženy tak, aby přerušily místní zpracování při dodání do oblastí mimo primární motorickou a senzorickou kůru. Vyšetřovatelé vyberou, které elektrody budou stimulovat, na základě anatomických umístění záznamových míst pro daného pacienta a na základě předběžných analýz zaznamenané aktivity v relacích pouze se záznamem před stimulační relací. Bude provedena intrakraniální stimulace se současným intrakraniálním záznamem. Délka stimulačních sezení je třeba minimalizovat, aby se zabránilo únavě pacienta a dalším účinkům přílišné stimulace. V našich předběžných údajích vyšetřovatelé zjistili, že vyšetřovatelé mohou získat 8 stimulačních pokusů ve 2 různých místech stimulace pro daného pacienta. Vyšetřovatelé v ideálním případě vyberou jednu levou elektrodu inferior frontal gyrus (IFG) a jednu levou elektrodu superior temporal Sulcus (STS) ke stimulaci do té míry, že jedna nebo obě jsou pro subjekt dostupné. Vyšetřovatelé stimulují nejobtížnější věty, věcně relativní věty, aby maximalizovali šance na pozorování účinku. Vyšetřovatelé to spárují se stejným počtem (8) nestimulovaných věcně relativních vět. Je-li to možné, vyšetřovatelé zahrnou 8 vět vztahujících se k subjektu a 8 kontrolních vět, obě bez stimulace, aby zahrnovaly rozmanitost typů vět uvedených ve stimulační relaci. Stimulační úkol bude proveden buď s konstantní rychlostí prezentace slova (500 ms na slovo) ve všech větách, nebo bude proveden způsobem „s vlastním tempem“, jak je popsáno výše pro záznam pouze slovo po druhém. slovní úkol.

Všichni účastníci absolvují stejné procedury. Účastníci nejprve provedou jakékoli úkoly pouze pro záznam, ke kterým dojde, až budou schopni a ochotni po zotavení z operace, obvykle 2 dny po operaci implantace. Účastníci budou provádět stimulační úkol v koordinaci s epileptology na EMU ve stejných sezeních, kdy dojde ke stimulačnímu mapování pro klinické účely. K tomu obvykle dochází na konci pacientova pobytu v EMU, když jsou pacienti na plných dávkách protizáchvatové medikace.