Codifica dell'Immaginario Verbale Specifica per il Cinese Utilizzando ECoG ad Alta Densità

Lo scopo di questo studio è indagare se i segnali di elettrocorticografia ad alta densità (ECoG) registrati dalla superficie del cervello possano essere utilizzati per decodificare le rappresentazioni neurali delle caratteristiche del parlato in cinese mandarino, inclusi i toni lessicali, senza richiedere movimenti di articolazione espliciti. Lo studio si concentra sullo sviluppo e la valutazione di algoritmi di decodifica basati sull'attività neurale registrata durante procedure neurochirurgiche clinicamente indicate.

Le principali domande a cui mira a rispondere sono:

I segnali di ECoG ad alta densità possono essere decodificati per ricostruire le rappresentazioni neurali delle caratteristiche del parlato in cinese mandarino, in particolare i toni lessicali?

L'attività neurale registrata durante l'immaginazione silenziosa del parlato uditivo può essere decodificata per ricostruire rappresentazioni del parlato specifiche per i toni senza effettiva articolazione?

Lo studio include due gruppi di pazienti adulti con condizioni neurologiche che richiedono il posizionamento di elettrodi corticali come parte delle cure clinicamente indicate:

Un gruppo con copertura temporanea intraoperatoria di ECoG ad alta densità, che arruola circa 50 pazienti con glioma dell'area funzionale o epilessia farmaco-resistente che subiscono neurochirurgia da svegli con copertura temporanea di ECoG ad alta densità per la mappatura funzionale clinica.

Un gruppo con impianto permanente di ECoG ad alta densità, che arruola circa 10 pazienti con grave compromissione del linguaggio o della parola causata da condizioni neurologiche come ictus, tumori cerebrali, sclerosi laterale amiotrofica (SLA) o sindrome locked-in, che ricevono un impianto permanente di elettrodi corticali ad alta densità per il monitoraggio a lungo termine.

I partecipanti dovranno:

Completare valutazioni cliniche preoperatorie come parte delle cure mediche standard, inclusa imaging cerebrale, valutazione della funzione linguistica e valutazioni neurologiche di routine

Sottoporsi a procedure neurochirurgiche clinicamente indicate da svegli durante le quali vengono posizionati elettrodi di ECoG ad alta densità sulla superficie corticale per la localizzazione funzionale clinica

Eseguire compiti legati al linguaggio, come ascoltare il parlato, immaginare il parlato e risposte parlate limitate, mentre l'attività elettrica cerebrale viene registrata per circa 20-30 minuti durante l'intervento, senza alterare le procedure chirurgiche standard

Per i partecipanti nel gruppo di impianto permanente, partecipare a visite di follow-up a lungo termine approssimativamente ogni 2 settimane o mensilmente fino a 12 mesi dopo l'intervento, inclusa la valutazione della qualità del segnale e l'analisi e ottimizzazione degli algoritmi di decodifica legate alla ricerca

Tutte le procedure chirurgiche che coinvolgono il posizionamento temporaneo o permanente di elettrodi sono eseguite per indicazioni cliniche e sono state approvate attraverso la revisione etica e scientifica istituzionale. La partecipazione a questo studio non altera le cure cliniche standard per il gruppo di registrazione temporanea e non richiede procedure cliniche aggiuntive oltre al trattamento di routine.

Questa ricerca mira a supportare lo sviluppo a lungo termine di tecnologie di comunicazione cervello-parlato silenziose per individui con gravi compromissioni del parlato o motorie e a migliorare la comprensione di come le regioni cerebrali frontali, parietali e temporali rappresentino il parlato immaginato in lingue tonali come il cinese mandarino.