Äänen ja puheen muistiin liittyvät aivoalueet

Tavoite:

Ihminen on ainoa eläin, joka käyttää kieltä kommunikoidakseen keskenään. Monien muiden vaatimusten ohella ihmiset tarvitsevat erinomaisen kuulo-pitkämuistin pystyäkseen hallitsemaan kielen oppimisen monimutkaisen tehtävän. Vielä ei ole täysin ymmärretty, mitkä aivoalueet ovat mukana kuuloärsykkeiden siirtämisessä pitkäaikaiseen muistiin. Tämän tutkimusehdotuksen tavoitteena on selvittää, onko kielen tuotannossa oleellisiksi tunnetuilla aivorakenteilla myös tärkeä rooli kuuloärsykkeiden koodaamisessa pitkäkestoiseen muistiin.

Tutkimuspopulaatio:

Ehdotamme toistuvan transkraniaalisen magneettistimulaation (rTMS) käyttöä tutkiaksesi roolia

frontaaliset ja temporo-parietaaliset aivokuoren alueet kuuloärsykkeiden tallentamisessa pitkäkestoiseen muistiin. Koko tutkimus käsittää kolme koetta. Jokainen kolmesta kokeesta koostuu yhdestä kolmeen istuntoon. Istunnot 1 ja 2 ovat pakollisia jokaisessa kokeessa. Jakso 3 vaaditaan vain, jos istunnossa 2 saadaan positiivisia tuloksia. Jokainen osallistuja voi osallistua vain yhteen kolmesta suunnitellusta kokeesta.

Kokeessa 1 tutkimme Brocan alueen mahdollista roolia kuulomuistissa. Jos havaitsemme, että rTMS Brocan alueella häiritsee muistitehtävän suorituskykyä, suoritamme kontrollin (istunto 3) määrittääksemme, johtuiko heikkeneminen itse asiassa ärsykkeen havaitsemisen häiriintymisestä eikä muistista sinänsä. Suoritamme kokeen 2 tutkiaksemme Wernicken alueen mahdollista roolia kuulomuistissa. Suoritamme kokeen 3 tutkiaksemme ventraalisen esimotorisen aivokuoren (PMv) roolia kuulomuistissa.

Kokeissa 2 ja 3 suoritamme myös saman ohjausistunnon 3, kuten kokeessa 1, jos rTMS heikentää kuulomuistitehtävän suorituskykyä. Kaikki kokeet koostuvat kahdesta istunnosta ja ylimääräisestä, kolmannesta istunnosta, jos rTMS:n aiheuttamaa heikkenemistä havaitaan. Siinä tapauksessa kaikki osallistujat kutsutaan takaisin kontrollikokeeseen. Istunnon 1 aikana suoritetaan neurologinen tutkimus ja kliininen, anatominen ja toiminnallinen MRI (Magnetic Resonance Imaging) (toiminnallinen MRI kokeen 1 toiselle toistolle ja kokeelle 3). Istunnossa 2 rTMS:ää käytetään yritettäessä väliaikaisesti häiritä Brocan alueen (koe 1), TPJ:n (koe 2) tai PMv:n (koe 3) toimintaa, kun osallistujat suorittavat kuulotunnistuksen muistitehtävää. Häiritsemällä tilapäisesti aivokuoren toimintaa näillä paikallisilla alueilla voimme määrittää, onko niiden toiminta ratkaiseva kuuloärsykkeiden koodaamisessa pitkäkestoiseen muistiin. Kontrolliistunnossa, joka suoritetaan vain, jos koetehtävä tuottaa positiivisen tuloksen (eli heikkenemisen), testaamme kuulohavaintoa pyytämällä osallistujia tekemään saman/erilaisen arvion esitetyistä ärsykepareista (samankaltaiset kuin istunnossa 2 käytetyt). hyvin lyhyellä viiveellä, kun käytetään samaa rTMS-rutiinia kuin istunnossa 2.

Muutoksella haluamme laajentaa istunnon 1 sisältämään toiminnallisen MRI (fMRI) -kuvauksen, joka on suunniteltu tunnistamaan ja tarkentamaan rTMS:n aiheuttamat häiriökohteet seuraavassa istunnossa: Brocan alue (koe 1) ja PMv (koe 3). Tarkemmin sanottuna aiomme (1) toistaa hyväksytyn protokollan kokeen 1 käyttämällä fMRI-lokalisointia 15 lisäkohteessa ja (2) jatkaa kokeessa 3 alkuperäisessä protokollassa kuvatulla tavalla, myös fMRI-paikannuksella. Ensimmäiset tulokset kokeessa 1 (Brocan alue) jäivät juuri alle merkityksen, mahdollisesti siksi, että anatomiset maamerkit ovat epäjohdonmukaisia ​​koehenkilöiden välillä (esim. Amunts et al., 1999); fMRI-paikannus jokaisessa kohteessa voisi vähentää tätä vaihtelua. Toisin kuin edellisessä protokollassa, istuntoa 1 ei voi ohittaa, jos tutkittavalla on ollut neurologinen tutkimus ja magneettikuvaus viimeisen vuoden aikana (koe voidaan jättää väliin, mutta kaikki koehenkilöt tarvitsevat fMRI:n). Maksimi istuntojen määrä koetta kohti pysyy ennallaan kolmessa: 1) sisäänottotutkimus ja anatominen/toiminnallinen MRI, 2) rTMS ja 3) kontrolliistunto vain, jos havaitaan rTMS:n merkittävä vaikutus.

Tarkistuksella haluamme myös pitää kolmea koetta riippumattomina sen sijaan, että jokainen riippuisi edellisen kokeen tuloksista. Kuten alla on kuvattu (kohdat 2.3-2.5), kokeellinen näyttö liittyy kaikkiin kolmeen alueeseen tutkittavassa kuulomotorisessa verkossa. Alustavat todisteet osoittavat positiivisen vaikutuksen kokeessa 2 (TPJ), mutta tämä ei tee kokeesta 3 moitteeton. Siksi haluamme soveltaa fMRI-kohdennettua rTMS:ää Brocan alueelle ja PMv:hen riippumattomissa kokeissa.

Tulostoimenpiteet:

Istunnossa 2 ensisijainen tulosmitta on oikein muistettujen kuuloärsykkeiden määrä. Toissijainen tulos on reaktioaika kokeen tunnistusvaiheen aikana.

Kontrollikokeessa (jos se suoritetaan) ensisijainen tulosmitta on oikeiden samojen/erilaisten arvioiden lukumäärä ja jälleen reaktioaika on toissijainen mitta.