소리와 말 기억에 관여하는 뇌 영역

목적:

인간은 언어를 사용하여 서로 의사소통하는 유일한 동물입니다. 다른 많은 요구 사항 중에서 인간은 언어를 배우는 복잡한 작업을 마스터할 수 있도록 우수한 청각 장기 기억이 필요합니다. 청각 자극을 장기 기억으로 옮기는 데 어떤 뇌 영역이 관여하는지 아직 완전히 이해되지 않았습니다. 이 연구 제안의 목표는 언어 생산에 필수적인 것으로 알려진 뇌 구조가 청각 자극을 장기 기억으로 부호화하는 데 중요한 역할을 하는지를 조사하는 것입니다.

연구 인구:

우리는 반복 경두개 자기 자극(rTMS)을 사용하여 다음의 역할을 조사할 것을 제안합니다.

장기 기억에 청각 자극을 저장하는 전두엽 및 측두엽 피질 영역. 전체 연구는 세 가지 실험으로 구성됩니다. 세 가지 실험은 각각 1~3개의 세션으로 구성됩니다. 세션 1과 2는 모든 실험에서 필수입니다. 세션 3은 세션 2에서 긍정적인 결과를 얻은 경우에만 필요합니다. 모든 참가자는 계획된 세 가지 실험 중 하나만 참가할 수 있습니다.

실험 1에서는 청각 기억에서 브로카 영역의 잠재적인 역할을 조사할 것입니다. Broca 영역의 rTMS가 기억 작업의 수행을 방해하는 것으로 확인되면 제어(세션 3)를 수행하여 손상이 실제로 기억 자체보다는 자극 인식의 방해로 인한 것인지 여부를 결정합니다. 우리는 청각 기억에서 베르니케 영역의 가능한 역할을 조사하기 위해 실험 2를 수행할 것입니다. 청각 기억에서 복부 전운동 피질(PMv)의 역할을 조사하기 위해 실험 3을 수행할 것입니다.

실험 2와 3에서는 rTMS가 청각 기억 작업의 성능을 손상시키는 경우 실험 1과 동일한 제어 세션 3도 수행합니다. 모든 실험은 rTMS로 인한 손상이 발견되면 두 개의 세션과 추가 세 번째 세션으로 구성됩니다. 이 경우 모든 참가자는 제어 실험을 위해 다시 호출됩니다. 세션 1 동안 신경학적 검사가 수행되고 임상, 해부학 및 기능 MRI(자기 공명 영상)가 촬영됩니다(실험 1의 두 번째 반복 및 실험 3에 대한 기능 MRI). 세션 2에서 rTMS는 참가자가 청각 인식 메모리 작업을 수행하는 동안 Broca 영역(실험 1), TPJ(실험 2) 또는 PMv(실험 3)의 기능을 일시적으로 방해하려는 시도에 사용됩니다. 이러한 지역화된 영역에서 피질 기능을 일시적으로 방해함으로써 청각 자극을 장기 기억으로 인코딩하는 데 해당 기능이 중요한지 여부를 결정할 수 있습니다. 제어 세션에서는 실험 작업이 긍정적인 결과(즉, 장애)를 생성하는 경우에만 수행되며 참가자에게 제시된 자극 쌍(세션 2에서 사용된 것과 유사)에 대해 동일하거나 다른 판단을 하도록 요청하여 청각 지각을 테스트합니다. 세션 2와 동일한 rTMS 루틴을 사용하는 동안 매우 짧은 지연이 있습니다.

수정을 통해 세션 1을 확장하여 후속 세션인 Broca 영역(실험 1) 및 PMv(실험 3)에서 rTMS에 의한 중단 대상을 식별하고 개선하도록 설계된 기능적 MRI(fMRI) 이미징을 포함하고자 합니다. 구체적으로, 우리는 (1) 추가 15명의 피험자에서 fMRI 현지화를 사용하여 승인된 프로토콜의 실험 1을 반복하고, (2) 원래 프로토콜에 설명된 대로 fMRI 현지화를 추가하여 실험 3을 진행하려고 합니다. 실험 1(Broca s area)의 초기 결과는 의미가 거의 없었는데, 이는 아마도 피험자 간에 해부학적 지표가 일치하지 않기 때문일 수 있습니다(예: Amunts et al., 1999). 각 주제의 fMRI 로컬라이저는 이 변동성을 줄일 수 있습니다. 이전 프로토콜과 달리 피험자가 작년에 신경학적 검사 및 MRI를 받은 경우 세션 1을 건너뛸 수 없습니다(시험을 건너뛸 수 있지만 모든 피험자는 fMRI가 필요합니다). 실험당 최대 세션 수는 1) 섭취 검사 및 해부학적/기능적 MRI, 2) rTMS 및 3) rTMS의 상당한 효과가 관찰되는 경우에만 제어 세션의 세 가지로 변경되지 않습니다.

수정을 통해 우리는 또한 세 가지 실험이 이전 실험의 결과에 따라 달라지는 것이 아니라 독립적인 것으로 간주하고자 합니다. 아래에 설명된 대로(섹션 2.3-2.5), 실험적 증거는 연구 중인 청각-운동 네트워크의 세 영역 모두를 의미합니다. 예비 증거는 실험 2(TPJ)에서 긍정적인 효과를 나타내지만 이것이 실험 3을 논점으로 만들지는 않습니다. 따라서 우리는 독립적인 실험에서 fMRI 표적 rTMS를 Broca 영역 및 PMv에 적용하고자 합니다.

결과 측정:

세션 2에서 주요 결과 측정은 올바르게 기억된 청각 자극의 수입니다. 보조 출력은 실험의 인식 단계 동안의 반응 시간입니다.

통제 실험(수행된 경우)에서 일차 결과 측정은 올바른 동일/상이 판단의 수이며 다시 반응 시간이 이차 측정이 됩니다.