Hersengebieden die betrokken zijn bij geluid en gesproken woordgeheugen

Objectief:

Mensen zijn de enige dieren die taal gebruiken om met elkaar te communiceren. Naast vele andere vereisten hebben mensen een uitstekend auditief langetermijngeheugen nodig om de gecompliceerde taak van het leren van een taal onder de knie te krijgen. Het is nog steeds niet helemaal duidelijk welke hersengebieden betrokken zijn bij het overbrengen van auditieve prikkels naar het langetermijngeheugen. Het doel van dit onderzoeksvoorstel is om te onderzoeken of hersenstructuren waarvan bekend is dat ze essentieel zijn bij taalproductie ook een belangrijke rol spelen bij het coderen van auditieve stimuli in het langetermijngeheugen.

Studiepopulatie:

We stellen voor om repetitieve transcraniële magnetische stimulatie (rTMS) te gebruiken om de rol van

frontale en temporo-pariëtale corticale gebieden bij de opslag van auditieve prikkels in het langetermijngeheugen. Het hele onderzoek zal bestaan ​​uit drie experimenten. Elk van de drie experimenten bestaat uit één tot drie sessies. Sessie 1 en 2 zijn verplicht in elk experiment. Sessie 3 is alleen nodig als er positieve resultaten worden behaald in sessie 2. Elke deelnemer kan slechts aan één van de drie geplande experimenten deelnemen.

In experiment 1 onderzoeken we de mogelijke rol van het gebied van Broca in het auditieve geheugen. Als we ontdekken dat rTMS in het gebied van Broca de uitvoering van de geheugentaak verstoort, voeren we een controle uit (sessie 3) om te bepalen of de stoornis al dan niet het gevolg was van interferentie met stimulusperceptie in plaats van met het geheugen op zich. We zullen experiment 2 uitvoeren om de mogelijke rol van de regio van Wernicke in het auditieve geheugen te onderzoeken. We zullen experiment 3 uitvoeren om de rol van de ventrale premotorische cortex (PMv) in het auditieve geheugen te onderzoeken.

In experiment 2 en 3 zullen we ook dezelfde controlesessie 3 uitvoeren als in experiment 1 als de rTMS de prestatie op de auditieve geheugentaak verslechtert. Alle experimenten zullen bestaan ​​uit twee sessies en een aanvullende, derde sessie als rTMS-geïnduceerde stoornissen worden gevonden. In dat geval worden alle deelnemers teruggeroepen voor het controle-experiment. Tijdens sessie 1 wordt een neurologisch onderzoek uitgevoerd en wordt er een klinische, anatomische en functionele MRI (Magnetic Resonance Imaging) gemaakt (functionele MRI voor tweede herhaling van experiment 1 en voor experiment 3). In sessie 2 wordt rTMS gebruikt in een poging om de functie van het gebied van Broca (experiment 1), de TPJ (experiment 2) of PMv (experiment 3) tijdelijk te verstoren terwijl deelnemers een auditieve geheugenherkenningstaak uitvoeren. Door de corticale werking in die gelokaliseerde regio's tijdelijk te verstoren, kunnen we bepalen of hun functie al dan niet cruciaal is voor het coderen van auditieve stimuli in het langetermijngeheugen. In de controlesessie, die alleen wordt uitgevoerd als de experimentele taak een positief resultaat oplevert (d.w.z. stoornis), testen we de auditieve waarneming door de deelnemers te vragen dezelfde/verschillende beoordelingen te maken over stimulusparen (vergelijkbaar met die gebruikt in sessie 2) gepresenteerd met een zeer korte vertraging terwijl dezelfde rTMS-routine wordt gebruikt als in sessie 2.

Bij wijziging willen we sessie 1 uitbreiden met functionele MRI (fMRI)-beeldvorming, ontworpen om de doelen voor verstoring door rTMS in de volgende sessie te identificeren en te verfijnen: Broca-gebied (experiment 1) en PMv (experiment 3). Concreet zijn we van plan om (1) Experiment 1 van het goedgekeurde protocol te herhalen met behulp van fMRI-lokalisatie bij nog eens 15 proefpersonen, en (2) door te gaan met Experiment 3 zoals beschreven in het oorspronkelijke protocol, ook met de toevoeging van fMRI-lokalisatie. De eerste resultaten in experiment 1 (Broca-gebied) waren net niet significant, mogelijk omdat anatomische oriëntatiepunten inconsistent zijn tussen proefpersonen (bijv. Amunts et al., 1999); een fMRI-lokalisator in elk onderwerp zou deze variabiliteit kunnen verminderen. In tegenstelling tot het vorige protocol kan sessie 1 niet worden overgeslagen als de proefpersoon het afgelopen jaar een neurologisch onderzoek en MRI heeft ondergaan (het examen kan worden overgeslagen, maar alle proefpersonen hebben de fMRI nodig). Het maximum aantal sessies per experiment blijft ongewijzigd op drie: 1) intake-onderzoek en anatomische/functionele MRI, 2) rTMS, en 3) alleen een controlesessie als er een significant effect van rTMS wordt waargenomen.

Bij wijze van wijziging willen we ook de drie experimenten als onafhankelijk beschouwen, in plaats van elk afhankelijk te zijn van de uitkomst van het (de) voorgaande experiment(en). Zoals hieronder uiteengezet (secties 2.3-2.5), experimenteel bewijs impliceert alle drie de regio's in het auditief-motorische netwerk dat wordt bestudeerd. Voorlopig bewijs wijst op een positief effect in experiment 2 (de TPJ), maar dit maakt experiment 3 nog niet betwistbaar. Daarom willen we fMRI-gerichte rTMS toepassen op het gebied van Broca en PMv in onafhankelijke experimenten.

Uitkomstmaten:

In sessie 2 is de primaire uitkomstmaat het aantal correct onthouden auditieve stimuli. Secundaire output is de reactietijd tijdens de herkenningsfase van het experiment.

In het controle-experiment (indien uitgevoerd) zal de primaire uitkomstmaat het aantal juiste zelfde/verschillende beoordelingen zijn en, nogmaals, reactietijd zal de secundaire maat zijn.