Neurofysiologische mechanismen van taalbegrip

Alle experimenten en opnames vinden plaats in de Epilepsy Monitoring Unit (EMU) van de Universiteit van Alabama in Birmingham (UAB). Alle elektroden die worden gebruikt om gegevens te verzamelen, zijn op hun plaats volgens de standaardzorg om de epilepsie van de patiënt te behandelen door de neurale activiteit te bewaken om een ​​aanstaande respectievelijke operatie te begeleiden. In alle experimenten zal de neurale activiteit worden geregistreerd vanaf de zorgstandaardelektroden met behulp van een high-fidelity, FDA-goedgekeurd Neuralynx Atlas-versterkersysteem (Bozeman, MT) of een standaardzorgopnamesysteem (Natus Quantum Recording System, Pleasanton , CA) dat normaal wordt gebruikt om de aanvalsactiviteit voor klinische doeleinden te volgen tijdens het ziekenhuisverblijf van de patiënt. In het taakgerelateerde stimulatie-experiment zal stimulatie worden toegediend met een standaard elektrisch geïsoleerde stimulator (Nicolet Cortical Stimulator, Natus, Pleasanton, CA).

Alleen woord-voor-woord-taak opnemen. Deelnemers wordt gevraagd om zinnen woord voor woord te lezen en te begrijpen. Deelnemers gaan in hun eigen tempo door de zin door op een knop te drukken om naar elk volgend woord van de zin te gaan. Aan het einde van elke zin krijgen de deelnemers 4 afbeeldingen te zien en hun taak is om te kiezen welke van de 4 afbeeldingen overeenkomt met de zin die ze zojuist hebben gelezen. Er worden drie zinstypen gepresenteerd: Object-relatieve zinnen (bijv. "De kat die de hond achtervolgde was bruin"), relatieve zinnen ("De kat die de hond achtervolgde was bruin") en controlezinnen ("De bruine kat achtervolgde de hond"). De 4 foto's onderzoeken gelijktijdig de toewijzing van patiënt/agent (d.w.z. "wie achtervolgde wie?") en opdracht van een zelfstandig naamwoord ("was de kat of de hond bruin?"). 1 van de 4 afbeeldingen is correct, 1 afbeelding geeft een patiënt-agent-fout weer, 1 geeft een complement-zelfstandig naamwoord-fout weer en 1 geeft beide fouten tegelijkertijd weer.

Stimulatie taak. Proefpersonen zullen net als voorheen een woord-voor-woord zinsleestaak uitvoeren, alleen voor deze taak wordt op sommige objectrelatieve zinsproeven intracraniale stimulatie toegepast op de zinsgrens in het midden van de zin. Dit zou bijvoorbeeld het woord "achtervolgd" zijn in de object-relatieve zin "De kat die de hond achtervolgde was bruin". Stimulatie parameters. Intracraniale stimulatie wordt gedurende 1 seconde afgegeven bij 50 Hz. Deze stimulatieparameters zijn ontworpen om de lokale verwerking te onderbreken wanneer ze worden afgegeven aan gebieden buiten de primaire motorische en sensorische cortex. De onderzoekers zullen kiezen welke elektroden moeten worden gestimuleerd op basis van de anatomische locaties van opnameplaatsen voor die patiënt en op basis van voorlopige analyses van geregistreerde activiteit in alleen-opnamesessies voorafgaand aan de stimulatiesessie. Intracraniale stimulatie zal worden uitgevoerd met gelijktijdige intracraniale opname. Stimulatiesessies moeten tot een minimum worden beperkt om vermoeidheid van de patiënt en andere effecten van te veel stimulatie te voorkomen. In onze voorlopige gegevens hebben de onderzoekers ontdekt dat de onderzoekers 8 stimulatieproeven kunnen doen op 2 verschillende stimulatielocaties voor een bepaalde patiënt. Idealiter kiezen de onderzoekers één linker Inferior Frontal Gyrus (IFG) en één linker Superior Temporal Sulcus (STS) elektrode om te stimuleren in de mate dat een of beide beschikbaar zijn voor een proefpersoon. De onderzoekers stimuleren de moeilijkste zinnen, object-relatieve zinnen, om de kans op het waarnemen van een effect te maximaliseren. De onderzoekers koppelen dit aan een gelijk aantal (8) niet-gestimuleerde object-relatieve zinnen. Waar mogelijk zullen de onderzoekers 8 subject-relatieve en 8 controlezinnen opnemen, beide zonder stimulatie om variatie te brengen in de soorten zinnen die in de stimulatiesessie worden gegeven. De stimulatietaak zal ofwel worden uitgevoerd met een constante snelheid van woordpresentatie (500 ms per woord) gedurende alle zinnen, of worden uitgevoerd op een "eigen tempo"-manier zoals hierboven beschreven voor de alleen-opname woord-voor- woord taak.

Alle deelnemers doorlopen dezelfde procedures. Deelnemers voeren eerst taken uit die alleen kunnen worden opgenomen, wat zal gebeuren wanneer ze in staat en bereid zijn om dit te doen nadat ze zijn hersteld van de operatie, meestal 2 dagen na de implantatieoperatie. De deelnemers voeren de stimulatietaak uit in samenwerking met de epileptologen van de EMU in dezelfde sessies als de stimulatiemapping voor klinische doeleinden plaatsvindt. Dit gebeurt meestal aan het einde van het verblijf van de patiënt in de EMU, wanneer de patiënten volledige doses anti-epileptische medicatie gebruiken.