Nevrofysiologiske mekanismer for språkforståelse

Alle eksperimenter og opptak vil finne sted i University of Alabama i Birmingham (UAB) Epilepsi Monitoring Unit (EMU). Alle elektroder som brukes til å samle data er på plass gjennom standardbehandling for å behandle pasientens epilepsi ved å overvåke nevral aktivitet for å veilede en kommende respektive operasjon. I alle eksperimenter vil nevral aktivitet bli registrert fra standard pleieelektroder ved bruk av enten et high-fidelity, FDA-godkjent Neuralynx Atlas forsterkersystem (Bozeman, MT) eller et standard-of-care opptakssystem (Natus Quantum Recording System, Pleasanton , CA) som vanligvis brukes til å overvåke anfallsaktivitet for kliniske formål under pasientens sykehusopphold. I det oppgaverelaterte stimuleringseksperimentet vil stimulering bli levert med en standardisert elektrisk isolert stimulator (Nicolet Cortical Stimulator, Natus, Pleasanton, CA).

Bare opptak ord-for-ord-oppgave. Deltakerne blir bedt om å lese og forstå setninger presentert ett ord om gangen. Deltakerne går gjennom setningen i sitt eget tempo ved å trykke på en knapp for å gå videre til hvert neste ord i setningen. På slutten av hver setning får deltakerne 4 bilder, og deres oppgave er å velge hvilket av de 4 bildene som tilsvarer setningen de nettopp har lest. Tre setningstyper presenteres: Objektrelative setninger (f.eks. "Katten som hunden jaget var brun"), Subjektslektninger ("Katten som jaget hunden var brun") og kontrollsetninger ("Den brune katten jaget hunden"). De 4 bildene undersøker samtidig pasient-/agentoppdrag (dvs. "hvem jaget hvem?") og komplement-substantiv-oppgave ("var katten eller hunden brun?"). 1 av de 4 bildene er riktige, 1 bilde gjenspeiler en pasient-agent-feil, 1 gjenspeiler en komplement-substantivfeil, og 1 gjenspeiler begge feilene samtidig.

Stimuleringsoppgave. Forsøkspersoner vil utføre en ord-for-ord-setningsleseoppgave som før, bare for denne oppgaven på noen objekt-relative setningsforsøk påføres intrakraniell stimulering ved setningsgrensen i midten av setningen. For eksempel vil dette være ordet "jaget" i den objektrelative setningen "Katten som hunden jaget var brun". Stimuleringsparametere. Intrakraniell stimulering leveres ved 50 Hz i 1 sekund. Disse stimuleringsparametrene er utformet for å avbryte lokal prosessering når de leveres til områder utenfor primærmotorisk og sensorisk cortex. Etterforskerne vil velge hvilke elektroder som skal stimuleres basert på de anatomiske plasseringene til opptaksstedene for den pasienten og basert på foreløpige analyser av registrert aktivitet i opptakssesjoner før stimuleringsøkten. Intrakraniell stimulering vil bli utført med samtidig intrakraniell registrering. Stimuleringsøktene må minimeres i lengde for å unngå pasienttretthet og andre effekter fra for mye stimulering. I våre foreløpige data har etterforskerne funnet ut at etterforskerne kan anskaffe 8 stimuleringsforsøk på 2 forskjellige stimuleringssteder for en gitt pasient. Undersøkerne vil ideelt sett velge en venstre Inferior Frontal Gyrus (IFG) og en venstre Superior Temporal Sulcus (STS)-elektrode for å stimulere i den grad en eller begge er tilgjengelige for et forsøksperson. Etterforskerne stimulerer de vanskeligste setningene, objektrelative setninger, for å maksimere sjansene for å observere en effekt. Etterforskerne vil pare dette med et likt antall (8) ikke-stimulerte objektrelative setninger. Når det er mulig, vil etterforskerne inkludere 8 subjekt-relative og 8 kontrollsetninger, begge uten stimulering for å inkludere variasjon i setningstypene gitt i stimuleringsøkten. Stimuleringsoppgaven vil bli utført enten med en konstant hastighet på ordpresentasjonen (500 ms per ord) gjennom alle setningene, eller utføres på en "selv-tempo" måte som beskrevet ovenfor for bare opptak ord-for- ordoppgave.

Alle deltakere vil gjennomføre de samme prosedyrene. Deltakerne vil først utføre alle opptaksoppgaver, som vil skje når de er i stand til og villige etter at de har kommet seg etter operasjonen, vanligvis 2 dager etter implantasjonsoperasjonen. Deltakerne skal utføre stimuleringsoppgaven i koordinering med epileptologene ved EMU i de samme sesjonene når stimuleringskartlegging skjer for kliniske formål. Dette skjer typisk ved slutten av pasientens opphold i EMU når pasientene er på fulle doser anti-anfallsmedisin.