Kielen ymmärtämisen neurofysiologiset mekanismit

Kaikki kokeet ja tallenteet tehdään Alabaman yliopiston Birminghamissa (UAB) epilepsiavalvontayksikössä (EMU). Kaikki tietojen keräämiseen käytetyt elektrodit ovat paikoillaan potilaan epilepsian hoitoon tarkoitetun standardin mukaisesti seuraamalla hermotoimintaa tulevan leikkauksen ohjaamiseksi. Kaikissa kokeissa hermoston aktiivisuus tallennetaan hoitoelektrodien standardeista käyttämällä joko korkealaatuista, FDA:n hyväksymää Neuralynx Atlas -vahvistinjärjestelmää (Bozeman, MT) tai tavanomaista hoidon tallennusjärjestelmää (Natus Quantum Recording System, Pleasanton). , CA), jota käytetään tavallisesti kohtausaktiivisuuden seurantaan kliinisissä tarkoituksissa potilaan sairaalahoidon aikana. Tehtävään liittyvässä stimulaatiokokeessa stimulaatio suoritetaan standardinmukaisella sähköeristetyllä stimulaattorilla (Nicolet Cortical Stimulator, Natus, Pleasanton, CA).

Vain tallennus sana sanalta tehtävä. Osallistujia pyydetään lukemaan ja ymmärtämään lauseet sana kerrallaan. Osallistujat siirtyvät lauseen läpi omaan tahtiinsa painamalla painiketta siirtyäkseen lauseen jokaiseen seuraavaan sanaan. Jokaisen lauseen lopussa osallistujille esitetään 4 kuvaa, ja heidän tehtävänsä on valita, mikä neljästä kuvasta vastaa juuri lukemaansa lausetta. Esitetään kolme lausetyyppiä: Objektisuhteelliset lauseet (esim. "Kissa, jota koira jahtasi, oli ruskea"), Suhteelliset lauseet ("Kissa, joka ajoi koiraa oli ruskea") ja kontrollilauseet ("Ruskea kissa jahtasi koiraa"). 4 kuvaa tarkastelevat samanaikaisesti potilaan/agentin määritystä (ts. "kuka jahtasi ketä?") ja komplementti-substantiivitehtävä ("oliko kissa vai koira ruskea?"). 1 kuvasta 4 on oikein, 1 kuva heijastaa potilas-agenttivirhettä, 1 kuvastaa komplementti-substantiivivirhettä ja 1 kuvastaa molempia virheitä samanaikaisesti.

Stimulaatiotehtävä. Koehenkilöt suorittavat sana kerrallaan lauseen lukutehtävän kuten ennenkin, vain tässä tehtävässä joissakin objektin suhteellisissa lausekokeissa käytetään kallonsisäistä stimulaatiota lauseen keskellä lauseen rajalla. Tämä olisi esimerkiksi sana "jahdattu" kohderelatiivisessa lauseessa "Kissa, jota koira jahtasi, oli ruskea". Stimulaatioparametrit. Intrakraniaalinen stimulaatio toimitetaan 50 Hz:n taajuudella 1 sekunnin ajan. Nämä stimulaatioparametrit on suunniteltu keskeyttämään paikallinen prosessointi, kun ne toimitetaan ensisijaisen motorisen ja sensorisen aivokuoren ulkopuolelle. Tutkijat valitsevat stimuloitavat elektrodit kyseisen potilaan tallennuspaikkojen anatomisten paikkojen perusteella ja ennen stimulaatioistuntoa suoritetun tallennetun toiminnan alustavien analyysien perusteella. Intrakraniaalinen stimulaatio suoritetaan samanaikaisesti kallonsisäisen tallennuksen kanssa. Stimulaatioistuntojen pituuden on oltava mahdollisimman lyhyt, jotta vältetään potilaan väsymys ja muut liiallisen stimulaation aiheuttamat vaikutukset. Alustavissa tiedoissamme tutkijat ovat havainneet, että tutkijat voivat hankkia 8 stimulaatiokoetta kahdessa eri stimulaatiopaikassa tietylle potilaalle. Ihannetapauksessa tutkijat valitsevat yhden vasemman alemman eturintakehän (IFG) ja yhden vasemman Superior Temporal Sulcus (STS) -elektrodin stimuloidakseen siinä määrin, että toinen tai molemmat ovat koehenkilön käytettävissä. Tutkijat stimuloivat vaikeimpia lauseita, objektisuhteellisia lauseita, maksimoidakseen mahdollisuudet havaita vaikutus. Tutkijat yhdistävät tämän yhtä suureen määrään (8) ei-stimuloituja esinesuhteellisia lauseita. Mikäli mahdollista, tutkijat sisällyttävät 8 subjektisuhteellista ja 8 kontrollilausetta, molemmat ilman stimulaatiota sisällyttääkseen vaihtelua stimulaatioistunnon lausetyyppeihin. Stimulaatiotehtävä suoritetaan joko vakiona sanan esitysnopeudella (500 ms per sana) kaikissa lauseissa tai suoritetaan "omatahtisella" tavalla, kuten yllä on kuvattu vain tallennettaville sana kerrallaan. sanatehtävä.

Kaikki osallistujat suorittavat samat menettelyt. Osallistujat suorittavat ensin kaikki vain tallennustehtävät, jotka tapahtuvat, kun he pystyvät ja haluavat tehdä leikkauksesta toipumisen jälkeen, tyypillisesti 2 päivää implantaatioleikkauksen jälkeen. Osallistujat suorittavat stimulaatiotehtävän yhteistyössä EMU:n epileptologien kanssa samoissa istunnoissa, jolloin kliinisiä tarkoituksia varten tehdään stimulaatiokartoitus. Tämä tapahtuu tyypillisesti potilaan EMU-oleskelun lopussa, kun potilaalla on täydet annokset kouristuslääkkeitä.