Cerebellums rolle i tale

Denne studien vil undersøke rollen til lillehjernen i tale, og bygger på tidligere arbeid med å forstå lillehjernens funksjon ved å nå og gå. Nevroimaging og lesjonsstudier har gitt sterke bevis på at lillehjernen er en integrert del av taleproduksjonsnettverket, selv om dens nøyaktige rolle i kontrollen av tale fortsatt er uklar. Videre kan skade på lillehjernen (enten degenerativ eller fokal) føre til ataksisk dysartri, en motorisk taleforstyrrelse som delvis kjennetegnes av nedsatt artikulasjon og alvorlige tidsmessige underskudd. Dette prosjektet søker å bygge bro mellom teoretiske modeller for cerebellar funksjon og talesymptomene forbundet med ataksisk dysartri. To mekanismer ligger til grunn for talemotorisk kontroll - tilbakemelding og feedforward kontroll. I tilbakemeldingskontroll bruker høyttalere sensorisk tilbakemelding (f.eks. fra sin egen stemme) for å kontrollere talen. I feedforward-kontroll bruker foredragsholdere kunnskap fra sine tidligere taleproduksjoner, i stedet for online-tilbakemeldinger, for å kontrollere talen. Denne studien innebærer en systematisk plan for å belyse rollen til lillehjernen i feedforward og tilbakemeldingskontroll av tale. En sentral hypotese er at lillehjernen er spesielt kritisk i feedforward-kontrollen av tale, men har lite involvering i feedback-kontroll. For å utforske denne hypotesen vil vi skaffe konvergerende bevis fra tre innovative metoder: 1) Nevropsykologiske studier av tale-motoriske responser på sanntids endret auditiv tilbakemelding hos pasienter med cerebellar atrofi (CA) og matchede friske kontroller, 2) Parallelle studier hos friske kontroller som gjennomgår teta-burst transkraniell magnetisk stimulering for å skape "virtuelle lesjoner" av lillehjernen, og 3) Strukturelle og funksjonelle studier hos CA-pasienter for å undersøke sammenhengen mellom cerebellar lesjonsplassering, dysartrisymptomer og evne til å kontrollere tilbakekobling og tilbakemelding.

Tale gir en viktig mulighet til å undersøke hvor godt gjeldende teorier om cerebellar funksjon generaliserer til et nytt effektor- (vokalsystem) og sensorisk (auditivt) domene. Formålet med kommunikasjon pålegger strenge spektro-temporelle begrensninger som ikke sees i andre motoriske domener. Videre lar den særegne balansen mellom tilbakemelding og feedforward-kontroll i tale oss undersøke endringer i begge kontrolltyper etter cerebellar skade. Kritisk sett er dette det første arbeidet som undersøker sammenhengen mellom teoretisk motiverte kontrollmangler hos CA-pasienter og talesymptomene assosiert med ataksisk dysartri, så vel som deres nevrale korrelater.