Kinesisk-specifik talefantasi-kodning ved hjælp af højtætheds ECoG

Formålet med denne undersøgelse er at undersøge, om højtætheds elektrokortikografi (ECoG) signaler optaget fra hjernens overflade kan bruges til at afkode neurale repræsentationer af mandarinkinesiske talefunktioner, inklusive leksikalsk tone, uden at kræve åbenlyse talebevaegelser. Undersøgelsen fokuserer på udvikling og evaluering af afkodningsalgoritmer baseret på neural aktivitet optaget under klinisk indikerede neurokirurgiske procedurer.

De vigtigste spørgsmål, den sigter mod at besvare, er:

Kan højtætheds ECoG signaler afkodes for at rekonstruere neurale repræsentationer af mandarinkinesiske talefunktioner, især leksikalsk tone?

Kan neural aktivitet optaget under stille auditiv taleimagination afkodes for at rekonstruere tonespecifikke talerepræsentationer uden faktisk artikulation?

Undersøgelsen inkluderer to grupper af voksne patienter med neurologiske tilstande, som kræver kortikal elektrodeplacering som del af klinisk indikeret behandling:

En intraoperativ højtætheds ECoG midlertidig dækningsgruppe, der rekrutterer ca. 50 patienter med funktionsområde glioma eller lægemiddelresistent epilepsi, som gennemgår vågen neurokirurgi med midlertidig højtætheds ECoG dækning til klinisk funktionel kortlægning.

En permanent højtætheds ECoG implantationsgruppe, der rekrutterer ca. 10 patienter med alvorlig tale- eller sprogforstyrrelse forårsaget af neurologiske tilstande såsom slagtilfælde, hjernesvulster, amyotrofisk lateral sklerose (ALS) eller locked-in syndrom, som modtager permanent højtætheds kortikal elektrodeimplantation til langtidsmonitorering.

Deltagere vil:

Fuldføre preoperativ kliniske vurderinger som del af standard medicinsk behandling, inklusive hjerneskanning, sprogfunktionsevaluering og rutinemæssige neurologiske vurderinger

Gennemgå klinisk indikerede vågne neurokirurgiske procedurer, hvor højtætheds ECoG elektroder placeres på den kortikale overflade til klinisk funktionel lokalisering

Udføre sprogrelaterede opgaver, såsom at lytte til tale, forestille sig tale og begrænsede talte svar, mens hjerneelektrisk aktivitet optages i ca. 20-30 minutter under operationen uden at ændre standard kirurgiske procedurer

For deltagere i den permanente implantationsgruppe, deltage i langtidsopfølgningsbesøg ca. hver 2. uge eller månedligt i op til 12 måneder efter operationen, inklusive evaluering af signalkvalitet og forskningsrelateret analyse og optimering af afkodningsalgoritmer

Alle kirurgiske procedurer involverende midlertidig eller permanent elektrodeplacering udføres for kliniske indikationer og er blevet godkendt gennem institutionel etisk og videnskabelig gennemgang. Deltagelse i denne undersøgelse ændrer ikke standard klinisk behandling for den midlertidige optagelsesgruppe og kræver ikke yderligere kliniske procedurer ud over rutinemæssig behandling.

Denne forskning sigter mod at støtte den langsigtede udvikling af stille hjerne-til-tale kommunikationsteknologier for individer med alvorlige tale- eller motoriske forstyrrelser og at forbedre forståelsen af, hvordan frontale, parietale og temporale hjerneregioner repræsenterer forestillet tale i tonale sprog såsom mandarinkinesisk.