Áreas del cerebro involucradas en el sonido y la memoria de palabras habladas

Objetivo:

Los seres humanos son los únicos animales que utilizan el lenguaje para comunicarse entre sí. Entre muchos otros requisitos, los humanos necesitamos una excelente memoria auditiva a largo plazo para poder dominar la complicada tarea de aprender un idioma. Todavía no se comprende completamente qué regiones del cerebro están involucradas en la transferencia de estímulos auditivos a la memoria a largo plazo. El objetivo de esta propuesta de investigación es examinar si las estructuras cerebrales que se sabe que son esenciales en la producción del lenguaje también juegan un papel importante en la codificación de los estímulos auditivos en la memoria a largo plazo.

Población de estudio:

Proponemos utilizar la estimulación magnética transcraneal repetitiva (rTMS) para examinar el papel de

áreas corticales frontales y temporo-parietales en el almacenamiento de estímulos auditivos en la memoria a largo plazo. Todo el estudio comprenderá tres experimentos. Cada uno de los tres experimentos constará de una a tres sesiones. Las sesiones 1 y 2 serán obligatorias en todos los experimentos. La sesión 3 solo será necesaria si se obtienen resultados positivos en la sesión 2. Cada participante solo puede participar en uno de los tres experimentos planificados.

En el Experimento 1, investigaremos el papel potencial del área de Broca en la memoria auditiva. Si encontramos que la rTMS en el área de Broca interfiere con el desempeño en la tarea de memoria, realizaremos un control (sesión 3) para determinar si el deterioro se debió o no a la interferencia con la percepción del estímulo en lugar de la memoria per se. Realizaremos el Experimento 2 para investigar el posible papel de la región de Wernicke en la memoria auditiva. Realizaremos el Experimento 3 para investigar el papel de la corteza premotora ventral (PMv) en la memoria auditiva.

En los experimentos 2 y 3 también realizaremos la misma sesión de control 3, como en el Experimento 1, si la rTMS afecta el rendimiento en la tarea de memoria auditiva. Todos los experimentos consistirán en dos sesiones y una tercera sesión adicional si se encuentra un deterioro inducido por rTMS. En ese caso, se volverá a llamar a todos los participantes para el experimento de control. Durante la sesión 1, se realizará un examen neurológico y se tomará una resonancia magnética (RM) clínica, anatómica y funcional (RM funcional para la segunda repetición del experimento 1 y para el experimento 3). En la sesión 2, se usará rTMS en un intento de interrumpir temporalmente la función del área de Broca (experimento 1), el TPJ (experimento 2) o PMv (experimento 3) mientras los participantes realizan una tarea de memoria de reconocimiento auditivo. Al interrumpir temporalmente el funcionamiento cortical en esas regiones localizadas, podremos determinar si su función es crucial o no para codificar los estímulos auditivos en la memoria a largo plazo. En la sesión de control, que se llevará a cabo solo si la tarea experimental arroja un resultado positivo (es decir, deterioro), evaluaremos la percepción auditiva pidiendo a los participantes que emitan juicios iguales/diferentes sobre los pares de estímulos (similares a los utilizados en la sesión 2) presentados. con un retraso muy corto mientras usa la misma rutina rTMS que en la sesión 2.

Mediante enmienda, deseamos ampliar la sesión 1 para incluir imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) diseñadas para identificar y refinar los objetivos para la interrupción por rTMS en la sesión posterior: área de Broca (experimento 1) y PMv (experimento 3). Específicamente, tenemos la intención de (1) repetir el Experimento 1 del protocolo aprobado usando localización fMRI en 15 sujetos adicionales y (2) continuar con el Experimento 3 como se describe en el protocolo original, también con la adición de localización fMRI. Los resultados iniciales en el experimento 1 (área de Broca) no alcanzaron la significación, posiblemente porque los puntos de referencia anatómicos son inconsistentes entre los sujetos (p. ej., Amunts et al., 1999); un localizador fMRI en cada sujeto podría reducir esta variabilidad. A diferencia del protocolo anterior, la sesión 1 no se puede omitir si el sujeto se ha realizado un examen neurológico y una resonancia magnética en el último año (se puede omitir el examen, pero todos los sujetos necesitarán la resonancia magnética funcional). El número máximo de sesiones por experimento se mantendrá sin cambios en tres: 1) examen de admisión y MRI anatómico/funcional, 2) rTMS y 3) una sesión de control solo si se observa un efecto significativo de rTMS.

Por enmienda, también deseamos considerar que los tres experimentos son independientes, en lugar de que cada uno dependa del resultado de los experimentos anteriores. Como se describe a continuación (secciones 2.3-2.5), la evidencia experimental implica a las tres regiones en la red auditivo-motora en estudio. La evidencia preliminar indica un efecto positivo en el experimento 2 (el TPJ), pero esto no hace que el experimento 3 sea discutible. Por lo tanto, deseamos aplicar rTMS dirigida por fMRI al área de Broca y PMv, en experimentos independientes.

Medidas de resultado:

En la sesión 2, la medida de resultado principal será el número de estímulos auditivos recordados correctamente. La salida secundaria será el tiempo de reacción durante la fase de reconocimiento del experimento.

En el experimento de control (si se lleva a cabo), la medida de resultado principal será el número de juicios iguales/diferentes correctos y, de nuevo, el tiempo de reacción será la medida secundaria.