Zones cérébrales impliquées dans la mémoire des sons et des mots parlés

Objectif:

Les humains sont les seuls animaux qui utilisent le langage pour communiquer entre eux. Parmi de nombreuses autres exigences, les humains ont besoin d'une excellente mémoire auditive à long terme pour pouvoir maîtriser la tâche compliquée de l'apprentissage d'une langue. On ne comprend toujours pas complètement quelles régions du cerveau sont impliquées dans le transfert des stimuli auditifs dans la mémoire à long terme. L'objectif de cette proposition de recherche est d'examiner si les structures cérébrales connues pour être essentielles à la production du langage jouent également un rôle important dans l'encodage des stimuli auditifs dans la mémoire à long terme.

Population étudiée :

Nous proposons d'utiliser la stimulation magnétique transcrânienne répétitive (SMTr) pour examiner le rôle de

aires corticales frontale et temporo-pariétale dans le stockage des stimuli auditifs en mémoire à long terme. L'ensemble de l'étude comprendra trois expériences. Chacune des trois expériences consistera en une à trois séances. Les sessions 1 et 2 seront obligatoires dans chaque expérience. La session 3 ne sera requise que si des résultats positifs sont obtenus lors de la session 2. Chaque participant ne peut participer qu'à une seule des trois expériences prévues.

Dans l'expérience 1, nous étudierons le rôle potentiel de l'aire de Broca dans la mémoire auditive. Si nous constatons que la SMTr dans la zone de Broca interfère avec les performances de la tâche de mémoire, nous effectuerons un contrôle (session 3) pour déterminer si oui ou non la déficience était réellement due à une interférence avec la perception du stimulus plutôt qu'avec la mémoire en soi. Nous allons mener l'expérience 2 pour étudier le rôle possible de la région de Wernicke dans la mémoire auditive. Nous allons mener l'expérience 3 pour étudier le rôle du cortex prémoteur ventral (PMv) dans la mémoire auditive.

Dans les expériences 2 et 3, nous effectuerons également la même session de contrôle 3, comme dans l'expérience 1, si la SMTr altère les performances de la tâche de mémoire auditive. Toutes les expériences consisteront en deux sessions et une troisième session supplémentaire si une déficience induite par la SMTr est découverte. Dans ce cas, tous les participants seront rappelés pour l'expérience de contrôle. Lors de la séance 1, un examen neurologique sera réalisé et une IRM clinique, anatomique et fonctionnelle (Imagerie par Résonance Magnétique) sera réalisée (IRM fonctionnelle pour la deuxième répétition de l'expérience 1 et pour l'expérience 3). Dans la session 2, la SMTr sera utilisée pour tenter de perturber temporairement la fonction de l'aire de Broca (expérience 1), du TPJ (expérience 2) ou du PMv (expérience 3) pendant que les participants effectuent une tâche de mémoire de reconnaissance auditive. En perturbant temporairement le fonctionnement cortical dans ces régions localisées, nous pourrons déterminer si leur fonction est cruciale ou non pour coder les stimuli auditifs dans la mémoire à long terme. Dans la session de contrôle, à mener uniquement si la tâche expérimentale donne un résultat positif (c. avec un délai très court tout en utilisant la même routine rTMS que dans la session 2.

Par amendement, nous souhaitons élargir la session 1 pour inclure l'imagerie IRM fonctionnelle (fMRI) conçue pour identifier et affiner les cibles de perturbation par rTMS dans la session suivante : aire de Broca (expérience 1) et PMv (expérience 3). Plus précisément, nous avons l'intention de (1) répéter l'expérience 1 du protocole approuvé en utilisant la localisation IRMf chez 15 sujets supplémentaires, et (2) procéder à l'expérience 3 comme décrit dans le protocole original, également avec l'ajout de la localisation IRMf. Les premiers résultats de l'expérience 1 (zone de Broca) n'étaient pas significatifs, peut-être parce que les repères anatomiques sont incohérents entre les sujets (par exemple, Amunts et al., 1999) ; un localisateur IRMf chez chaque sujet pourrait réduire cette variabilité. Contrairement au protocole précédent, la session 1 ne peut pas être ignorée si le sujet a subi un examen neurologique et une IRM au cours de l'année écoulée (l'examen peut être ignoré, mais tous les sujets auront besoin de l'IRMf). Le nombre maximum de séances par expérience restera inchangé à trois : 1) examen d'admission et IRM anatomique/fonctionnelle, 2) SMTr et 3) une séance de contrôle uniquement si un effet significatif de la SMTr est observé.

Par amendement, nous souhaitons également considérer les trois expériences comme indépendantes, plutôt que chacune dépendante du résultat de la ou des expériences précédentes. Comme indiqué ci-dessous (sections 2.3-2.5), les preuves expérimentales impliquent les trois régions du réseau auditif-moteur à l'étude. Les preuves préliminaires indiquent un effet positif dans l'expérience 2 (le TPJ), mais cela ne rend pas l'expérience 3 sans objet. Par conséquent, nous souhaitons appliquer la SMTr ciblée par IRMf à la zone de Broca et au PMv dans des expériences indépendantes.

Mesures des résultats :

Dans la session 2, la principale mesure de résultat sera le nombre de stimuli auditifs correctement mémorisés. Le résultat secondaire sera le temps de réaction pendant la phase de reconnaissance de l'expérience.

Dans l'expérience de contrôle (si elle est menée), la principale mesure du résultat sera le nombre de jugements identiques/différents corrects et, encore une fois, le temps de réaction sera la mesure secondaire.