Meccanismi neurofisiologici della comprensione del linguaggio

Tutti gli esperimenti e le registrazioni si svolgeranno presso l'Unità di monitoraggio dell'epilessia (EMU) dell'Università dell'Alabama a Birmingham (UAB). Tutti gli elettrodi utilizzati per raccogliere i dati sono in atto secondo lo standard di cura per trattare l'epilessia del paziente monitorando l'attività neurale per guidare un imminente rispettivo intervento chirurgico. In tutti gli esperimenti, l'attività neurale sarà registrata dagli elettrodi standard di cura utilizzando un sistema di amplificazione Neuralynx Atlas ad alta fedeltà approvato dalla FDA (Bozeman, MT) o un sistema di registrazione standard di cura (Natus Quantum Recording System, Pleasanton , CA) che viene normalmente utilizzato per monitorare l'attività convulsiva a fini clinici durante la degenza ospedaliera del paziente. Nell'esperimento di stimolazione correlato al compito, la stimolazione verrà erogata con uno stimolatore isolato elettricamente standard di cura (Nicolet Cortical Stimulator, Natus, Pleasanton, CA).

Attività di sola registrazione parola per parola. Ai partecipanti viene chiesto di leggere e comprendere le frasi presentate una parola alla volta. I partecipanti avanzano attraverso la frase al proprio ritmo premendo un pulsante per avanzare a ogni parola successiva della frase. Alla fine di ogni frase, ai partecipanti vengono presentate 4 immagini e il loro compito è scegliere quale delle 4 immagini corrisponde alla frase che hanno appena letto. Vengono presentati tre tipi di frasi: frasi relative all'oggetto (ad es. "Il gatto che inseguiva il cane era marrone"), frasi relative al soggetto ("Il gatto che inseguiva il cane era marrone") e frasi di controllo ("Il gatto marrone inseguiva il cane"). Le 4 immagini esaminano simultaneamente l'assegnazione paziente/agente (ad es. "chi ha inseguito chi?") e l'assegnazione del nome complementare ("il gatto o il cane era marrone?"). 1 delle 4 immagini è corretta, 1 immagine riflette un errore paziente-agente, 1 riflette un errore complemento-sostantivo e 1 riflette entrambi gli errori contemporaneamente.

Compito di stimolazione. I soggetti eseguiranno un'attività di lettura della frase parola per parola come prima, solo per questo compito su alcune prove di frase relativa all'oggetto la stimolazione intracranica viene applicata al confine della frase nel mezzo della frase. Ad esempio, questa sarebbe la parola "inseguito" nella frase relativa all'oggetto "Il gatto che il cane ha inseguito era marrone". Parametri di stimolazione. La stimolazione intracranica viene erogata a 50 Hz per 1 secondo. Questi parametri di stimolazione sono progettati per interrompere l'elaborazione locale quando vengono erogati in aree al di fuori delle cortecce motorie e sensoriali primarie. Gli investigatori sceglieranno quali elettrodi stimolare in base alle posizioni anatomiche dei siti di registrazione per quel paziente e sulla base di analisi preliminari dell'attività registrata nelle sessioni di sola registrazione prima della sessione di stimolazione. La stimolazione intracranica sarà eseguita con registrazione intracranica simultanea. Le sessioni di stimolazione devono essere ridotte al minimo per evitare l'affaticamento del paziente e altri effetti dovuti a troppa stimolazione. Nei nostri dati preliminari gli investigatori hanno scoperto che gli investigatori possono acquisire 8 prove di stimolazione in 2 diverse posizioni di stimolazione per un dato paziente. Gli investigatori sceglieranno idealmente un elettrodo del giro frontale inferiore (IFG) sinistro e un elettrodo del solco temporale superiore sinistro (STS) da stimolare nella misura in cui uno o entrambi sono disponibili per un soggetto. Gli investigatori stimolano le frasi più difficili, frasi relative all'oggetto, per massimizzare le possibilità di osservare un effetto. Gli investigatori lo abbineranno a un numero uguale (8) di frasi relative all'oggetto non stimolate. Quando possibile, gli investigatori includeranno 8 frasi relative al soggetto e 8 di controllo, entrambe senza stimolazione per includere varietà nei tipi di frasi fornite nella sessione di stimolazione. Il compito di stimolazione verrà eseguito o con una velocità costante di presentazione delle parole (500 ms per parola) attraverso tutte le frasi, o eseguito in un modo "auto-ritmo" come descritto sopra per la sola registrazione parola per parola compito di parole.

Tutti i partecipanti completeranno le stesse procedure. I partecipanti eseguiranno prima tutte le attività di sola registrazione, che si verificheranno quando saranno in grado e vorranno farlo dopo essersi ripresi dall'intervento, in genere 2 giorni dopo l'intervento chirurgico di impianto. I partecipanti eseguiranno il compito di stimolazione in coordinamento con gli epilettologi dell'EMU nelle stesse sessioni in cui si verifica la mappatura della stimolazione per scopi clinici. Ciò si verifica in genere alla fine della permanenza del paziente nell'UEM quando i pazienti assumono dosi complete di farmaci antiepilettici.