배외측 전두엽 피질 자극이 언어 조절에 미치는 영향

배외측 전두엽 피질 자극이 건강한 이중언어 사용자의 언어 생산에 미치는 영향

배경:

언어는 두 가지 주요 신경인지 구성 요소에 의존합니다. perisylvian 구조에 따른 전용 언어 네트워크, 전전두엽, 특히 좌측 대뇌 및 외측 전두엽 피질(DLPFC) 네트워크에 의존하는 도메인 일반 제어 집행 및 작업 기억 시스템. 실행 시스템은 이중 언어 사용자의 언어 제어에 참여하는 것으로 알려져 있지만 모국어(L1) 및 제2 언어 생산(L2)에 대한 많은 내부 언어 처리에서도 역할을 합니다.

Anodal-tDCS는 인지 기능(예: 작업 기억, 복잡한 언어 문제 해결, 억제) 성인. 단일 언어 및 다국어 사용자의 언어 처리에서 실행 기능의 기여가 중요하다는 사실에도 불구하고 상당한 관심을 받지 못했습니다.

목표:

이 연구는 특히 DLPFC가 지원하는 집행 기능의 조절이 건강한 이중 언어 사용자의 언어 생산에 미치는 영향을 입증하는 것을 목표로 합니다. 연구자들은 그러한 영향이 특히 L2에 나타날 것이라고 제안합니다.

실험 작업은 어휘 전략에 의존하는 두 가지 작업(L1 및 L2의 그림 명명 작업 및 단어 번역 작업) 동안 건강한 성인 이중 언어 피험자의 왼쪽 DLPFC에 대한 tDCS(Sham과 비교한 Anodal)에 의한 전두엽 자극의 영향을 테스트합니다. tDCS에 따라 수행된 이러한 작업의 EEG 상관 관계가 분석되어 왼쪽 정면 영역의 변조에 의해 유도된 행동 수정의 기본이 되는 시공간 뇌 역학을 정확하게 조사할 수 있습니다. 가설은 다음과 같습니다.

1. A-tDCS로 유도된 왼쪽 DLPFC 활성화는 특히 L2 명명 및 번역 작업 대 기본 성능(sham tDCS)에서 성능을 향상시킵니다.
2. A-tDCS는 언어 작업과 관련된 피질 활동을 수정할 것으로 예상됩니다. 명명하는 동안 EEG 분석은 L1보다 L2에서 더 큰 전두엽 영역의 효과를 보여주면서 지형 수준에서 언어(L1 또는 L2) 요인과 자극(sham, anodal) 사이의 상호 작용과 자극의 주요 효과를 보여줍니다. L2에서 tDCS에 의한 ERP 변조의 대기 시간을 통해 이름 지정 성능 향상의 기반이 되는 역학 및 언어 계획 프로세스를 목표로 삼을 수 있습니다.

행동 양식:

실험 작업에는 건강한 L1-L2 불균형 피험자가 포함됩니다. 조사관은 tDCS를 사용하여 명명 및 번역 능력에 대한 DLPFC 자극의 영향과 L1 및 L2에서의 EEG 상관 관계를 분석할 것입니다. 예측은 왼쪽 전두엽 양극 자극이 특히 L2에서 언어 수행을 증가시킬 것이라는 것입니다. EEG 분석은 두 가지 작업과 관련된 실행 프로세스의 시공간적 역학을 해명할 것입니다.

EEG EEG는 높은 시간적 해상도로 두피에서 뉴런에 의해 생성된 전기적 활동을 기록하기 위한 직접적인 비침습적 기술입니다. EEG 기록은 두피에 전극을 배치하여 얻습니다. 이벤트 관련 잠재력은 오프라인에서 처리/분석됩니다.

tDCS TDCS는 일반 인구에서 광범위하게 사용할 수 있는 저렴하고 안전한 뇌 자극 방법입니다. tDCS에서 대뇌 피질은 두 개의 전극(35cm2 및 70cm2, 뇌의 특정 영역을 대상으로 하는 "활성" 전극 및 "복귀" 전극)을 통해 미약한 일정한 전류(1-2mA)를 통해 자극됩니다. 이 약한 전류는 자극 기간을 넘어 지속되는 피질 흥분성의 초점 변화를 유도할 수 있습니다. 일반적으로 Anodal 자극(A-tDCS)은 뉴런을 탈분극시켜 흥분성을 증가시키는 것으로 추정되는 반면 Cathodal 자극(C-tDCS)은 가짜에 비해 반대 효과가 있습니다. 가짜 tDCS(S-tDCS)는 피험자가 짧은 전류를 수신하지만 나머지 자극 시간 동안 자극기가 꺼진 상태를 유지하는 제어 조건을 나타냅니다. 이러한 방식으로 S-tDCS를 받는 개인은 자신이 장기간 자극을 받고 있지 않다는 것을 인식하지 못합니다. tDCS 효과의 메커니즘은 시냅스(시냅스 전달 강도를 변경하여 변화)와 비시냅스(휴식막의 이동)로 분류됩니다. 사전 및 사후 시냅스 뉴런의 잠재력).

언어 능력 평가 언어 몰입도를 평가하기 위해 참가자는 습득 연령, 프랑스어와 영어가 사용되는 지역에서 얼마나 오래 살았는지, 가족, 어린 시절, 현재 일상 생활에서 사용되는 언어 및 언어는 학교 안팎에서 습득되었습니다. 자기 평가 부분에서 참가자는 자신의 읽기, 말하기, 이해 및 쓰기 능력을 어떻게 평가하는지 1에서 100%까지의 아날로그 척도로 표시합니다. 또한 컴퓨터 기반 DIALANG 언어 진단 시스템의 하위 테스트를 사용하여 읽기 성능을 평가합니다.

절차 이 연구는 균형 잡힌 순서로 각각 일주일 간격으로 두 개의 세션으로 구성됩니다. 두 세션 모두에서 동일한 평가/작업이 사용됩니다.

• A-tDCS 개입: 활성 양극 전극은 DLPFC 위에 배치하고 반환 전극은 반대측 안와상 영역 위에 배치합니다. 1.5mA 직류가 20분 동안 전극 사이에 흐릅니다. 전류로 인한 부상을 줄이기 위해 자극 시작 시 전류는 30초(fade-in)를 통해 0~1.5mA에 도달하고 마지막에는 15초(fade-out)에 1.5mA에서 0으로 감소합니다.
• Sham-tDCS 개입: 매개변수는 A-tDCS를 모방합니다(즉, 전극 배치, 페이드 인 및 전류 강도), 자극 지속 시간 제외: 전류는 30초(페이드 인)에 1.5mA에 도달하고 30초 동안만 지속된 후(초기 자극 감각 제공) 감소합니다. 0으로.

두 가지 언어 컨텍스트는 주제 전반에 걸쳐 균형 잡힌 순서로 두 세션 각각에서 제공됩니다. 각 언어 컨텍스트 세션이 시작될 때 관심 있는 언어를 활성화하기 위해 해당 언어로 작성된 짧은 텍스트가 대상에게 표시됩니다. 참가자는 LCD 화면 앞 전기 차폐 및 소음 감쇠 부스에 앉게 됩니다. 자극 전달 및 반응 기록은 E-Prime 2.0을 사용하여 제어됩니다. 자극은 화면 중앙에 표시됩니다.

자극 및 작업 EEG 기록이 없는 언어 및 비언어적 유창성 작업 tDCS의 15/20분에 L1의 언어적 유창성 작업이 수행됩니다(피험자는 1분 동안 특정 문자). 16/20분에 비언어적 유창성 작업(5점 테스트, 즉 40개의 정사각형이 대칭으로 배열된 고정된 점(5점)이 있는 종이 한 장)이 참가자에게 제시됩니다. 참가자는 2분 동안 두 개의 점을 연결하는 하나 이상의 선으로 점을 연결하여 가능한 한 많은 다른 도형을 생성해야 합니다. 그리고 18/20분에 L2의 언어 유창성은 1분 동안 완료됩니다(Nitsche와 Paulus에 따르면 tDCS의 효과는 자극 4/20분에서 최대에 도달합니다).

EEG 측정 중 L1 및 L2의 이름 지정 작업 이름 지정 작업은 70개의 사진 모음을 기반으로 수행되며 해당 단어는 관련 심리 언어적 요인에 따라 영어와 프랑스어로 일치됩니다. 자극은 Snodgrass 및 Vanderwart 이미지 뱅크에서 선택한 제조된 개체(도구, 가구, 옷, 주방 개체, 전기 기기, 차량 등) 또는 살아있는 개체를 나타내는 흑백 선 그림(각각 8.5 x 8.5cm)으로 구성됩니다. 어휘 및 사전 어휘 규범 및 데이터베이스에. 명명 작업은 2개의 블록으로 구성되며 L1과 L2에 각각 하나씩(70개의 이미지가 있는 각 블록) 두 블록 사이에 2분의 일시 중지가 있습니다. 블록의 순서는 균형을 이룰 것입니다. 각 시도에서 이미지는 300ms의 고정 교차 후 중앙(1000ms)에 표시됩니다. 그러면 주체는 개체의 이름을 지정하는 데 최대 2000ms를 갖게 됩니다.

EEG 측정 중 L1 및 L2로 번역 작업 그런 다음 8분 동안 L1에서 제2 언어(L2)로 또는 그 반대로 100단어(5글자 길이)를 번역하는 오프라인 작업을 수행합니다. 번역의 두 가지 의미가 무작위로 혼합되어 작업 메모리 부하가 증가합니다. 번역 코퍼스는 빈도, 음절 길이 및 음소에 대해 L1 및 L2에서 일치하는 각 언어의 50개 단어로 구성됩니다. 화면에 단어가 표시되고 피실험자는 각 단어를 다른 언어로 번역하라는 요청을 받습니다. 단어는 300ms의 교차 고정 후 화면에 1500ms에 표시됩니다. 주제는 번역을 수행하는 데 최대 2500ms가 있습니다.

행동 및 EEG 분석 행동 분석 첫 번째 행동 분석은 명명 및 번역 성능뿐만 아니라 두 언어의 음성 시작 대기 시간을 비교합니다.

개체 내 요인으로 언어(L1; L2) 및 자극(Anodal, Sham)을 사용하여 2X2 실험 설계에 따라 통계 분석을 수행합니다. 연구자의 주요 관심사는 언어와 자극 사이의 상호 작용 용어입니다. 조사자들은 A-tDCS가 L1이 아닌 L2에서 성능을 향상시키는 왼쪽 DLPFC 자극에 의해 상호작용이 유도될 것으로 예상합니다.

이벤트 관련 전위(ERP) 분석 ERP는 (1) 두피에 기록된 전기장 구성의 동적 변화 및 준안정 기능으로의 시간 분할에 대한 시간적, 다단계 통계적 평가를 허용하는 단계별 절차를 사용하여 분석됩니다. 두개내 발전기 구성의 미세 상태 인덱싱 변조, (2) 두개내 발전기의 응답 강도에 대한 전역 전계 전력 인덱싱 변조, (3) 두개내 분포 선형 전기 소스 추정. 이러한 분석은 전체 ERP 기간의 각 기간에 대해 수행됩니다. 그러나 특정 시간 창은 메타 분석 및 조사자의 이전 결과에 따라 조사자의 요인에 민감하도록 계획되어 있습니다. 어휘 선택은 그림 프레젠테이션 후 170~270ms 사이에 발생하는 것으로 생각되므로 200까지 첫 번째 시간 창이 있을 것입니다. ms, 200~300ms 사이의 두 번째 시간 창 및 이전 연구의 어휘-음운 인코딩에 해당하는 이후 시간 창(300-450ms). 주요 효과는 진폭, 기간 및 시퀀스 측면에서 L1 및 L2 패턴입니다. 그런 다음 두 번째 주요 효과는 발성이 시작되기 전 초기 시간 창에서 양극 tDCS/sham tDCS 효과가 될 것입니다. 연구자들은 왼쪽 DLPFC 양극-tDCS가 L2를 L2보다 더 많이 변조한다는 사실 때문에 언어와 자극 사이의 상호작용을 예상할 것입니다.