Kódování specifických pro čínštinu řečových představ pomocí vysokohustotního ECoG

Cílem této studie je zjistit, zda lze vysokohustotní elektrokortikografické (ECoG) signály zaznamenané z povrchu mozku použít k dekódování nervových reprezentací znaků mandarínské čínštiny, včetně lexikálního tónu, aniž by bylo nutné provádět zjevné řečové pohyby. Studie se zaměřuje na vývoj a hodnocení dekódovacích algoritmů založených na nervové aktivitě zaznamenané během klinicky indikovaných neurochirurgických výkonů.

Hlavní otázky, na které se snaží odpovědět, jsou:

Lze vysokohustotní ECoG signály dekódovat k rekonstrukci nervových reprezentací znaků mandarínské čínštiny, zejména lexikálního tónu?

Lze nervovou aktivitu zaznamenanou během tiché auditivní řečové imaginace dekódovat k rekonstrukci tónově specifických řečových reprezentací bez skutečné artikulace?

Studie zahrnuje dvě skupiny dospělých pacientů s neurologickými onemocněními, kteří vyžadují umístění kortikálních elektrod jako součást klinicky indikované péče:

Skupina s dočasným vysokohustotním ECoG pokrytím během operace, která zahrnuje přibližně 50 pacientů s funkčním gliomem nebo farmakorezistentní epilepsií, kteří podstupují bdělou neurochirurgii s dočasným vysokohustotním ECoG pokrytím pro klinické funkční mapování.

Skupina s trvalou implantací vysokohustotního ECoG, která zahrnuje přibližně 10 pacientů s těžkou poruchou řeči nebo jazyka způsobenou neurologickými stavy, jako je cévní mozková příhoda, mozkové nádory, amyotrofická laterální skleróza (ALS) nebo syndrom uzamčení, kteří dostávají trvalou implantaci vysokohustotních kortikálních elektrod pro dlouhodobé monitorování.

Účastníci budou:

Dokončit předoperační klinická hodnocení jako součást standardní lékařské péče, včetně zobrazování mozku, hodnocení jazykových funkcí a rutinních neurologických vyšetření

Podstoupit klinicky indikované bdělé neurochirurgické výkony, během kterých jsou na kortikální povrch umístěny vysokohustotní ECoG elektrody pro klinickou funkční lokalizaci

Provádět úkoly související s jazykem, jako je poslech řeči, imaginace řeči a omezené mluvené odpovědi, zatímco je elektrická aktivita mozku zaznamenávána přibližně 20-30 minut během operace, aniž by se měnily standardní chirurgické postupy

Pro účastníky ve skupině s trvalou implantací se účastnit dlouhodobých kontrolních návštěv přibližně každé 2 týdny nebo měsíčně po dobu až 12 měsíců po operaci, včetně hodnocení kvality signálu a výzkumné analýzy a optimalizace dekódovacích algoritmů

Všechny chirurgické výkony zahrnující dočasné nebo trvalé umístění elektrod jsou prováděny z klinických indikací a byly schváleny institucionální etickou a vědeckou revizí. Účast na této studii nemění standardní klinickou péči pro skupinu s dočasným záznamem a nevyžaduje další klinické postupy nad rámec rutinní léčby.

Tento výzkum si klade za cíl podpořit dlouhodobý vývoj technologií tiché komunikace z mozku do řeči pro osoby s těžkými poruchami řeči nebo motoriky a zlepšit pochopení toho, jak frontální, parietální a temporální oblasti mozku reprezentují imaginovanou řeč v tónových jazycích, jako je mandarínská čínština.