Estabelecer o papel dos córtices motor e pré-motor na aprendizagem motora da fala facilitada pela ETCC

Visão geral do estudo

Grupos de participantes sem comprometimento receberão treinamento motor da fala de não-palavras, e seis condições de ETCC serão comparadas: ETCC anódica sobre regiões motoras da fala; ETCC catódica sobre regiões motoras da fala; ETCC anódica nas regiões frontais esquerdas; ETCC catódica nas regiões frontais esquerdas; estimulação catódica sobre regiões motoras sem fala (anódica já coletada); e ETCC simulada (sem estimulação). Isso abordará uma questão científica básica sobre se o mecanismo subjacente à aprendizagem motora da fala requer a estimulação de regiões corticais pré-motoras e motoras, o que tem implicações para o tratamento do comprometimento adquirido da fala. A medida do resultado primário será a diferença na precisão da produção e mudanças na acuidade motora (medida com a duração) da produção do novo encontro consonantal.

Métodos e procedimentos Os participantes irão para a sala de testes e o procedimento será discutido com eles. Isso incluirá familiarizá-los com o dispositivo tDCS e explicar como ele funciona, garantindo mais uma vez que eles não atendem a nenhum dos critérios de exclusão e explicando os possíveis efeitos colaterais de formigamento transitório e/ou vermelhidão durante a estimulação. Explicaremos que todas as proteções apropriadas estão em vigor. Também explicaremos a natureza simples-cega do estudo em que os participantes podem receber estimulação ativa ou estimulação simulada. A explicação e a estimulação em si serão realizadas por indivíduos que receberam treinamento e certificação no uso seguro do tDCS. Após determinar a elegibilidade do participante para o estudo por meio da familiarização com o equipamento, ele preencherá o termo de consentimento. No total, serão duas visitas, sendo que a primeira visita dura aproximadamente 85 minutos e a segunda visita aproximadamente 15 a 20 minutos.

Estímulos de Fala. Os estímulos de fala são não-palavras dissílabas começando com encontros consonantais nativos não nativos (por exemplo, GDEEVOO; FNEEGDWOP). Oito clusters não nativos serão usados, com quatro nonwords para cada cluster treinado durante a sessão prática e quatro salvos para teste de sessão de retenção. Todas as não-palavras conterão sons e sequências legais do inglês além do encontro consonantal inicial, mas diferem na forma Consoante-Vogal (CV) das sílabas (por exemplo, GDEEVOO /gdivu/ tem a forma [CCV.CV]; FNEEGDWOP /fnigdw? p/ tem a forma [CCVC.CCVC]). Os estímulos auditivos já foram gravados por um falante bilíngue russo-inglês treinado foneticamente usando um microfone de cabeça Shure SM-10 conectado a um gravador digital Marantz PMD660. Os arquivos de som foram emendados para deixar 10ms de silêncio no início e no final de cada item usando Praat, e a amplitude do estímulo foi normalizada. Versões ortográficas das não-palavras também foram apresentadas aos participantes para garantir que os erros na produção do cluster não surgissem de uma percepção errônea.

Procedimento de tarefa de aprendizagem motora da fala. Todos os testes serão realizados em uma sala de teste com atenuação de som. Os participantes se sentarão em frente a um computador e suas produções foram gravadas usando um microfone Shure BETA 58A em um suporte de microfone de mesa conectado ao Marantz PMD660. Essa configuração permite que o participante tenha a configuração tDCS em seu couro cabeludo durante toda a tarefa de aprendizagem.

Pré-prática. Para garantir que os indivíduos entendam a tarefa, forneceremos dois itens na pré-prática ("FTAKE" e "FNIP"). Esses itens foram selecionados porque a percepção dos ouvintes de inglês sobre esses clusters é geralmente precisa, permitindo-nos fornecer feedback preciso com facilidade. Forneceremos instruções sobre como produzir encontros consonantais com precisão para todos. A pré-prática durará aproximadamente dois minutos.

Prática. Durante a prática, os participantes produzirão 4 pseudopalavras por agrupamento (32 pseudopalavras com agrupamentos ilegais no total) sete vezes cada, juntamente com 62 estímulos de preenchimento sem agrupamentos. Ordens de apresentação de estímulos aleatórios foram geradas e modificadas para garantir que nenhum estímulo seja apresentado duas vezes seguidas. Os itens serão equilibrados entre os participantes, de modo que metade dos participantes seja treinada em uma metade das não-palavras e a outra metade nas outras não-palavras. Para cada estímulo, os participantes serão apresentados com versões auditivas e ortográficas simultaneamente. A sessão prática será estruturada para incluir uma grande quantidade de prática dos clusters apresentados aleatoriamente e em contextos variados. Nenhum feedback online será fornecido devido à dificuldade de perceber a precisão desses clusters. Toda a sessão prática durará aproximadamente 25 minutos.

Retenção. As sessões de retenção de curto prazo (R1) e retenção de longo prazo (R2) serão idênticas, com R1 começando aproximadamente 30 minutos após o término da prática e R2 ocorrendo em uma sessão separada dois dias depois. Para cada agrupamento, os participantes produzirão as quatro não-palavras treinadas, bem como quatro novas não-palavras não treinadas começando com o agrupamento. Cada estímulo será produzido três vezes (total de 192 estímulos de cluster) durante as sessões de retenção, com 110 itens de preenchimento adicionais que não contêm clusters. Os estímulos serão randomizados e apresentados eletronicamente.

procedimento tDCS. Os eletrodos tDCS serão colocados em todos os participantes na configuração apropriada para seu grupo designado aleatoriamente. Os participantes passarão os primeiros 10 minutos de estimulação realizando tarefas computadorizadas de memória de trabalho (por exemplo, dígitos para frente e para trás e intervalo de blocos, todos com respostas de teclado ou caixa de botões), consistente com nossa descoberta anterior de que a estimulação antes da tarefa de aprendizado de fala pode facilitar o aprendizado adicional . Um estimulador de corrente movido a bateria Soterix 1x1 forneceu corrente usando eletrodos de borracha-carbono (35cm2) com esponjas embebidas em solução salina ao redor. Os eletrodos serão colocados com base na condição atribuída aleatoriamente com a colocação de eletrodo simulado dividida entre as configurações de eletrodo. Para os participantes que recebem tDCS ativo, o dispositivo fornecerá 1mA de corrente por 20 minutos. Para tDCS simulado, a corrente aumentará até 1 mA em 30 segundos para simular a sensação de estimulação, mas então diminuirá imediatamente e desligará. A intensidade e a duração da estimulação foram selecionadas com base nos parâmetros mais utilizados na literatura.

Active/sham é definido com uma única alternância em nosso dispositivo e será feito com antecedência por um membro separado da equipe de pesquisa. Os participantes estarão cegos para a condição de estimulação. Os participantes serão questionados em qual condição tDCS eles acreditavam estar no dia 2; em um estudo anterior em nosso laboratório com 80 participantes, os participantes tiveram a chance de identificar com precisão sua condição (44/80 identificaram corretamente sua condição, com 22/40 simulados e 22/40 ativos identificando com precisão a condição).

Atribuição de grupo.

Com base na atribuição de grupo aleatório, os indivíduos completarão os 35 minutos após o consentimento informado da seguinte forma:

1. Grupos tDCS ativos receberão tDCS ativos em uma das condições descritas na seção 2.1. por 20 minutos. Os primeiros 10 minutos envolverão tarefas não linguísticas e, em seguida, a tarefa motora da fala começará, com duração aproximada de 25 minutos. A corrente irá parar automaticamente após 20 minutos e a tarefa de aprendizagem motora da fala continuará.
2. Grupos Sham tDCS receberão sham tDCS, com os eletrodos colocados em uma das condições descritas na seção 2.1. A estimulação aumenta até 1mA em 30 segundos e depois diminui e desliga. As tarefas comportamentais são idênticas aos grupos tDCS ativos. Os primeiros 10 minutos envolverão tarefas não linguísticas e, em seguida, a tarefa motora da fala começará, com duração aproximada de 25 minutos.

Todos os grupos participantes se envolverão em tarefas cognitivas e linguísticas não relacionadas por 30 minutos, seguidas de retenção e generalização de curto prazo. Todos os participantes retornarão dois dias depois para testes de retenção e generalização de longo prazo.

MEDIDAS DE RESULTADO

Precisão do cluster. Todas as produções gravadas contendo encontros consonantais serão transcritas usando a forma de onda acústica, espectrograma e percepção. O tipo de erro mais comum na produção desses encontros é a inserção de uma vogal schwa entre as duas consoantes (/gdivu/ -> [gEdivu]) ou antes do encontro (/gdivu/ -> [Egdivu]). Como essas inserções são difíceis de serem percebidas pelos falantes de inglês, usaremos propriedades acústicas para identificar a presença de uma vogal. Uma vogal será identificada pela presença da estrutura do formante no espectrograma (particularmente os formantes superiores F2, F3, etc., pois não podem ser confundidos com f0) e uma porção vocálica (periódica) correspondente na forma de onda acústica. Outros erros como apagamento de consoante (ex.: /gdivu/ -> [divu]) e substituição (ex.: /gdivu/ -> [glivu]) serão identificados perceptivamente e verificados com o registro acústico. Os sons restantes nas não-palavras (por exemplo, a porção [ivu] de /gdivu/) serão transcritos perceptualmente. A precisão do agrupamento reflete apenas a precisão das duas primeiras consoantes; a precisão total das não-palavras reflete todo o estímulo. Para cada participante, a pontuação será concluída por um único codificador que desconhecia a condição tDCS do participante, bem como a sessão de onde veio cada token. A confiabilidade entre avaliadores será avaliada de duas maneiras. Primeiro, 25% dos participantes serão codificados completamente por dois indivíduos separados para calcular a concordância ponto a ponto entre os avaliadores. Em segundo lugar, cada token /gd/ e /pt/ de cada locutor será analisado para determinar se ele continha epêntese por dois codificadores independentes conforme eles medem a duração da sequência rajada a rajada.

Duração de rajada a rajada. Como uma medida secundária da aquisição do encontro, examinaremos a duração do stop burst da primeira consoante até o stop burst da segunda consoante nas palavras iniciais /gd/ e /pt/. Incluiremos clusters produzidos com precisão e com epêntese. Uma diminuição nesta medida refletirá a aproximação dos participantes à articulação alvo. A duração das vogais após o cluster também será medida para incluir como um fator em nossas análises como um proxy para a taxa de fala. Cada token /gd/ e /pt/ será pontuado por dois codificadores independentes para cada uma dessas medidas, e eles também serão codificados para precisão e tipo de erro. Para cada token em que as medições diferiram em mais de 5 ms, dois codificadores reexaminarão o item para concordar com a medição. Esses serão os valores finais utilizados nas análises. Este processo foi padronizado em nosso laboratório em abordagens para medidas de duração.