Chinaspezifische Sprachbildkodierung unter Verwendung von hochdichter ECoG

Das Ziel dieser Studie ist es zu untersuchen, ob hochdichte Elektrokortikographie (ECoG)-Signale, die von der Oberfläche des Gehirns aufgezeichnet werden, verwendet werden können, um neuronale Repräsentationen von Mandarin-Chinesischen Sprachmerkmalen, einschließlich lexikalischem Ton, zu dekodieren, ohne dass offene Sprechbewegungen erforderlich sind. Die Studie konzentriert sich auf die Entwicklung und Bewertung von Dekodierungsalgorithmen, die auf neuronaler Aktivität basieren, die während klinisch indizierter neurochirurgischer Eingriffe aufgezeichnet wird.

Die Hauptfragen, die sie zu beantworten versucht, sind:

Können hochdichte ECoG-Signale dekodiert werden, um neuronale Repräsentationen von Mandarin-Chinesischen Sprachmerkmalen, insbesondere lexikalischem Ton, zu rekonstruieren?

Kann neuronale Aktivität, die während stiller auditorischer Sprachvorstellung aufgezeichnet wird, dekodiert werden, um tonspezifische Sprachrepräsentationen ohne tatsächliche Artikulation zu rekonstruieren?

Die Studie umfasst zwei Gruppen erwachsener Patienten mit neurologischen Erkrankungen, die eine kortikale Elektrodenplatzierung als Teil klinisch indizierter Versorgung benötigen:

Eine intraoperative hochdichte ECoG temporäre Abdeckungsgruppe, die etwa 50 Patienten mit Funktionsarealgliom oder medikamentenresistenter Epilepsie einschließt, die sich einer Wachneurochirurgie mit temporärer hochdichter ECoG-Abdeckung zur klinischen funktionellen Kartierung unterziehen.

Eine permanente hochdichte ECoG Implantationsgruppe, die etwa 10 Patienten mit schwerer Sprach- oder Sprachstörung aufgrund neurologischer Erkrankungen wie Schlaganfall, Hirntumoren, amyotropher Lateralsklerose (ALS) oder Locked-in-Syndrom einschließt, die eine permanente hochdichte kortikale Elektrodenimplantation zur Langzeitüberwachung erhalten.

Die Teilnehmer werden:

Präoperative klinische Beurteilungen als Teil der Standardmedizinischen Versorgung abschließen, einschließlich Hirnbildgebung, Sprachfunktionsbewertung und routinemäßiger neurologischer Beurteilungen

Sich klinisch indizierten Wachneurochirurgischen Eingriffen unterziehen, während denen hochdichte ECoG-Elektroden auf der kortikalen Oberfläche zur klinischen funktionellen Lokalisierung platziert werden

Sprachbezogene Aufgaben ausführen, wie Zuhören von Sprache, Vorstellen von Sprache und begrenzte gesprochene Antworten, während die Hirnstromaktivität für etwa 20-30 Minuten während der Operation aufgezeichnet wird, ohne Standardchirurgische Verfahren zu verändern

Für Teilnehmer in der permanenten Implantationsgruppe an Langzeit-Nachuntersuchungen etwa alle 2 Wochen oder monatlich für bis zu 12 Monate nach der Operation teilnehmen, einschließlich Bewertung der Signalqualität und forschungsbezogener Analyse und Optimierung von Dekodierungsalgorithmen

Alle chirurgischen Eingriffe, die temporäre oder permanente Elektrodenplatzierung betreffen, werden aus klinischen Indikationen durchgeführt und wurden durch institutionelle ethische und wissenschaftliche Überprüfung genehmigt. Die Teilnahme an dieser Studie verändert nicht die Standardklinische Versorgung für die temporäre Aufzeichnungsgruppe und erfordert keine zusätzlichen klinischen Verfahren über die routinemäßige Behandlung hinaus.

Diese Forschung zielt darauf ab, die langfristige Entwicklung stiller Gehirn-zu-Sprache Kommunikationstechnologien für Personen mit schweren Sprach- oder Bewegungsstörungen zu unterstützen und das Verständnis zu verbessern, wie frontale, parietale und temporale Hirnregionen vorgestellte Sprache in tonalen Sprachen wie Mandarin-Chinesisch repräsentieren.