音声の柔軟な表現
側頭上面における音声の柔軟な表現
調査の概要
詳細な説明
この研究の目的は、さまざまなリスニングの状況や要求内で音響音声的次元に適用される知覚的重みの関数としての音声処理の動的で柔軟な性質を理解することです。
この研究の具体的な目的は次のとおりです。
音素の同一性を伝える際にそれらが持つ知覚的な重みの関数として、2 つの音響音声次元に対する神経反応を確立する。
目的 1 では、特に音声開始時間 (VOT) と基本周波数 (F0) に対する応答を評価します。 収集されたデータは、参加者にベースラインの応答を提供します。
- リスニングコンテキストの実験的操作が VOT と F0 の知覚重み付け戦略にどのような影響を与えるかを特定する。
目的 2 では、ノイズの導入と「アクセント」の導入に対する神経反応の変調を評価します。
この研究の第 2 の目的は、臨床的に必要な脳の領域に配置されるが、この研究の対象領域 (側頭上面) の外側に配置される「制御」電極を使用して、脳の他の領域が関与しているかどうかを判断することです。音声処理の適応可塑性において。
スピーチは、私たちが自分のニーズ、欲求、考えを他の人に伝えるための主要な手段であり、スピーチを処理する能力は、人間関係を確立し維持する能力だけでなく、日常生活に不可欠です。 音声処理の障害は、個人と社会に否定できない悪影響を及ぼします。 聴覚処理と生活の質を改善できるリハビリテーションおよびリハビリテーション戦略は存在しますが、人間の脳の音声処理能力の根底にある正確な神経メカニズムを理解することは、障害をターゲットとするより明確な手段に貢献するでしょう。 この研究は、音声処理に関与する脳の領域、それらの領域が特定の音響音声次元をどのように分析するか、およびシステムがさまざまなリスニング状況で音声を適切に処理するためにどのように適応するかを理解することを目指しています。
現代の電気生理学的技術は人間の脳の活動に関する研究に革命をもたらし、研究者がさまざまな行動や感覚経験に関連する活動の特定の領域やパターンを特定できるようになりました。 深部電極を使用した神経活動の脳内測定を伴う sEEG 記録は、侵襲性の低い測定ではアクセスできない脳の領域への独自のアクセスを提供できます。 発作焦点の位置特定や言語マッピングのためにsEEG記録を受けている小児患者に関するアベル主任研究員の研究を利用するこの研究により、研究者は、音声などの複雑な音響信号の分光時間分析に重要であると文献ですでに示唆されている領域の活動を直接研究することが可能になります。 。 側頭上面 (STP) 内のこれらの領域には、ヘシュル回、極板、側頭板が含まれ、これらはすべて sEEG によって独自にターゲットとされます。
音声処理に関する既存の文献では、物理的入力 (音響信号) の言語表現 (音素または単語の識別) へのマッピングは静的なプロセスではなく、むしろリスニングのコンテキストに大きく依存することが示されています。 聴覚処理システムは、特定の音響音声パラメータにさまざまな重要性、つまり知覚的な重みを適用することによって、信号品質の変化、不利なリスニング条件、および母国語入力の予想および学習された規則性からの短期的な逸脱に定期的に適応します。 これは、音声処理における適応可塑性の存在を示していますが、既存の神経生理学的モデルは皮質反応におけるこの柔軟性を説明していません。 パイロットEEGおよびsEEG研究からのデータは、STPにおける高ガンマ活動と行動反応が、2つの音響音声次元、音声開始時間(VOT)と基本周波数(F0)に与えられた知覚の重みによって等級付けされることを実証しました。
提案された研究は、オンラインの皮質反応と変化する音響信号への適応のより詳細なモデルの確立を支援することにより、既存の知識に貢献します。 これは、音素のシグナリングとカテゴリベースの判断において、音響音声的次元の知覚的重みが果たす役割を説明するという点で独特です。
研究の種類
入学 (実際)
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究場所
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Pennsylvania
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Pittsburgh、Pennsylvania、アメリカ、15224
- UPMC Children's Hospital of Pittsburgh
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
説明
包含基準:
- 15~25歳の個人
- 臨床的に必要なてんかん病巣の位置特定または言語マッピングのために側頭面上に sEEG を設置している
- 流暢な英語を話す人
- 正常範囲内の認知および言語能力(手術前の評価によって決定)
- 正常または正常に近い視力
- 各耳の正常な聴力(聴力検査によって決定)
- 自閉症やADHDの病歴はない
除外基準:
- 知的障害のある人
- 側頭面上の異常なてんかん様活動
- 流暢な英語の理解/生産力の欠如
- 重度の言語または聴覚特有の認知機能障害
- 自閉症またはADHDの病歴
研究計画
研究はどのように設計されていますか?
デザインの詳細
- 主な目的:基礎科学
- 割り当て:なし
- 介入モデル:単一グループの割り当て
- マスキング:なし(オープンラベル)
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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実験的:患者参加者
この単一グループ研究は、側頭上面に臨床的に必要な電極を配置して侵襲性神経生理学的モニタリング(sEEG)を受けている患者を、PIの臨床診療を通じて募集することになる。 すべての参加者は、同じ行動応答パラダイムを完了します。 |
各参加者は、最初に明瞭な音声による神経活動と行動反応のベースラインを確立する、自分のペースで刺激のブロックを完了します。次に、実験的に操作されたブロックの反応を記録して、1) 騒音下での音声と 2) 標準的な音声を導入します。ブロックを反転して「アクセント」をモデル化します。
聴覚刺激は、参加者が完了した調整プロセスによって決定されるように、各参加者にとって快適なレベルに調整されます。
各ブロックでは、イヤホンで音を聞き、参加者が聞いた単語を示すボタンをタップして、最初の子音 (/b/ または /p/) を明確に決定します。
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この研究は何を測定していますか?
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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音響音波の次元の変化に対する側方の神経反応
時間枠:SEEG-EEG録音セッション中、合計で最大3時間
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神経活動は、電気信号での高ガンマ帯域活性によって示されるように、上側平面での同時脳波モニタリングを介して測定されます。
参加者が徐々に操作された音響寸法、基本周波数(F0)、音声開始時間(票)で音響刺激を聞くと、神経活動が測定されます。
ここで報告されているデータは、音響次元の変化の大幅なエンコードを示す一時的なローブチャネルの数です(投票が一定に保持されているF0)。
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SEEG-EEG録音セッション中、合計で最大3時間
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音響能力の次元における変化の行動的影響
時間枠:SEEG-EEG録音セッション中、合計で最大3時間
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参加者が徐々に変化する基本周波数(F0)と音声開始時間(票)で音響刺激を聞くと、カテゴリ判断の形での行動反応が得られます。
参加者は、刺激語(/b/または/p/)の開始時に知覚される音素を示すことにより、行動反応を提供します。
具体的には、結果は、F0を変化させて分類された刺激の割合として、投票が一定に保たれていると報告されています。
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SEEG-EEG録音セッション中、合計で最大3時間
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リスニングのコンテキストの変化に対する側方の神経反応
時間枠:SEEG-EEG録音セッション中、合計で最大3時間
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神経活動は、電気信号での高ガンマ帯域活性によって示されるように、SEEGモニタリングを介して測定されました。
参加者がアクセントされた音声で音響刺激を聞くと、神経活動が測定されます。
変換されていない電圧は、特定の電極接触と参照電極接触の間の電位の差を表します。一般的な平均基準を使用するため、特定の電極接触とすべての電極の平均電圧の差があります。
次に、Zスコアを特徴づけるために、特定の電極でのベースラインアクティビティ(Z = 0)からのシフトを特徴付けます。これは、主にシナプス後の電流による電圧の変化を測定すると考えられています。
これは、公開されたスケールや標準化された評価ではなく、数学的変換です。
より極端なZスコア(+または - )は、ベースラインの局所神経活動からの大きな変化を示しています。言い換えれば、刺激はこの地域でより大きな活動を呼び起こしました。
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SEEG-EEG録音セッション中、合計で最大3時間
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リスニングコンテキストにおける変化の行動的影響
時間枠:SEEG-EEG録音セッション中、合計で最大3時間
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参加者がさまざまなリスニングコンテキストで音響刺激を聞くと、カテゴリの判断の形での行動反応が得られます:アクセントされた音声。
参加者は、刺激語(/b/または/p/)の開始時に知覚される音素を示すことにより、行動反応を提供します。
具体的には、結果は、投票とF0の関係が変化すると / p /として分類された刺激の平均%として報告されます。
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SEEG-EEG録音セッション中、合計で最大3時間
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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音響次元の変化に対する関心のある非地域の神経反応
時間枠:SEEG-EEG録音セッション中、合計で最大3時間
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神経活動は、電気信号での高ガンマ帯域活性によって示されるように、上側平面での同時脳波モニタリングを介して測定されます。
参加者が徐々に操作された音響寸法、基本周波数(F0)、音声開始時間(票)で音響刺激を聞くと、神経活動が測定されます。
ここで報告されているデータは、音響次元の変化の大幅なエンコードを示す一時的なローブチャネルの数です(投票が一定に保持されているF0)。
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SEEG-EEG録音セッション中、合計で最大3時間
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リスニングコンテキストの変化に対する関心のある非地域の神経反応
時間枠:SEEG-EEG録音セッション中、合計で最大3時間
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神経活動は、電気信号での高ガンマ帯域活性によって示されるように、SEEGモニタリングを介して測定されました。
参加者がアクセントされた音声で音響刺激を聞くと、神経活動が測定されます。
変換されていない電圧は、特定の電極接触と参照電極接触の間の電位の差を表します。一般的な平均基準を使用するため、特定の電極接触とすべての電極の平均電圧の差があります。
次に、Zスコアを特徴づけるために、特定の電極でのベースラインアクティビティ(Z = 0)からのシフトを特徴付けます。これは、主にシナプス後の電流による電圧の変化を測定すると考えられています。
これは、公開されたスケールや標準化された評価ではなく、数学的変換です。
より極端なZスコア(+または - )は、ベースラインの局所神経活動からの大きな変化を示しています。言い換えれば、刺激はこの地域でより大きな活動を呼び起こしました。
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SEEG-EEG録音セッション中、合計で最大3時間
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協力者と研究者
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協力者
捜査官
- 主任研究者:Taylor J Abel, MD、University of Pittsburgh
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (実際)
研究の完了 (実際)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (推定)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
本研究に関する用語
その他の研究ID番号
- STUDY21090011
- 1R21DC019217-01A1 (米国 NIH グラント/契約)
個々の参加者データ (IPD) の計画
個々の参加者データ (IPD) を共有する予定はありますか?
IPD プランの説明
共有される予定の匿名化された参加者個人データには、匿名化後に出版記事で報告される結果の基礎となる参加者個人データが含まれます。
利用可能になるその他の文書には、研究計画書や統計分析計画が含まれます。
データは出版後できるだけ早く利用可能になりますが、完了後 1 年以内には利用可能になります。 終了日はありません。
IPD は、オープンアクセスを通じてあらゆる目的に利用できるようになります。
IPD 共有時間枠
IPD 共有アクセス基準
IPD 共有サポート情報タイプ
- STUDY_PROTOCOL
- SAP
医薬品およびデバイス情報、研究文書
米国FDA規制医薬品の研究
米国FDA規制機器製品の研究
米国で製造され、米国から輸出された製品。
この情報は、Web サイト clinicaltrials.gov から変更なしで直接取得したものです。研究の詳細を変更、削除、または更新するリクエストがある場合は、register@clinicaltrials.gov。 までご連絡ください。 clinicaltrials.gov に変更が加えられるとすぐに、ウェブサイトでも自動的に更新されます。