Эта страница была переведена автоматически, точность перевода не гарантируется. Пожалуйста, обратитесь к английской версии для исходного текста.

Гибкое представление речи

14 августа 2025 г. обновлено: Taylor Abel, University of Pittsburgh

Гибкое представление речи в супратемпоральной плоскости

Главной целью этого исследовательского исследования является понимание динамического и гибкого характера обработки речи в надвременном плане человека. Височная доля уже давно считается областью интереса в литературе по восприятию и обработке речи, поскольку она содержит слуховую кору. Совсем недавно исследования локализовали надвисочную плоскость как область, которая проявляет специфичность реакции на акустические свойства сложных слуховых сигналов, таких как речь. Надвисочная плоскость, состоящая из извилины Хешля, полярного плана и височного плана, способна к быстрому спектро-временному анализу, необходимому для сопоставления акустической информации с лингвистическим представлением. Нейронная активность в этой области, однако, редко изучается напрямую, потому что к ней трудно получить доступ с помощью неинвазивных методов, таких как электроэнцефалография скальпа (ЭЭГ). Используя уникальную возможность получить доступ к этим областям с помощью стандартной клинической стереоэлектроэнцефалографии (сЭЭГ) в популяции пациентов, это исследование направлено на то, чтобы понять, как корковые ответы отражают диагностический характер двух интересующих акустико-фонетических параметров и как ответы быстро и гибко адаптируются к изменениям в требования прослушивания. Изучение того, как нейронный ответ на время начала голоса (VOT) и основную частоту (F0) модулируется в зависимости от воспринимаемой значимости, переносимой в сигнальных категориях фонем, и определение того, как изменения в контексте прослушивания меняют перцептивную значимость, предоставит бесценные данные, показывающие, как обработка речи гибко адаптируется к кратковременным акустическим паттернам.

Обзор исследования

Статус

Завершенный

Условия

Подробное описание

Целью данного исследования является понимание динамического, гибкого характера обработки речи в зависимости от веса восприятия, применяемого к акустико-фонетическим измерениям в различных контекстах и ​​требованиях слушания.

Конкретные цели этого исследования заключаются в следующем:

  1. Установить нейронную реакцию на два акустико-фонетических измерения в зависимости от воспринимаемой значимости, которую они несут, сигнализируя об идентичности фонемы.

    Цель 1 будет конкретно оценивать реакцию на время начала голоса (VOT) и основную частоту (F0). Собранные данные обеспечат базовый ответ для участников.

  2. Чтобы определить, как экспериментальные манипуляции с контекстом прослушивания влияют на стратегии взвешивания восприятия VOT и F0.

Цель 2 будет оценивать модуляцию нейронной реакции на введение шума и введение «акцента».

Вторичной целью этого исследования является использование «контрольных» электродов, которые размещаются в клинически необходимых областях мозга, но за пределами области, представляющей интерес для этого исследования (надвисочная плоскость), чтобы определить, вовлечены ли дополнительные области мозга. в адаптивной пластичности обработки речи.

Речь является основным средством, с помощью которого мы передаем наши потребности, желания и мысли другим, и способность обрабатывать речь имеет решающее значение для нашего повседневного функционирования, а также для нашей способности устанавливать и поддерживать отношения. Нарушения обработки речи оказывают неоспоримое негативное влияние на человека и общество. В то время как существуют абилитативные и реабилитационные стратегии, которые могут улучшить слуховую обработку и качество жизни, понимание точного нейронного механизма, лежащего в основе способности человеческого мозга обрабатывать речь, будет способствовать более четко определенным средствам, с помощью которых можно устранить нарушения. Это исследование направлено на то, чтобы понять, какие области мозга участвуют в обработке речи, как эти области анализируют определенные акустико-фонетические измерения и как система адаптируется для успешной обработки речи в различных контекстах прослушивания.

Современные электрофизиологические методы произвели революцию в исследованиях активности человеческого мозга, позволив исследователям идентифицировать определенные области или модели активности, связанные с различными видами поведения и сенсорными переживаниями. Записи сЭЭГ, которые включают внутримозговые измерения нейронной активности с использованием глубинных электродов, способны обеспечить уникальный доступ к областям мозга, которые иначе были бы недоступны при менее инвазивных измерениях. Это исследование, основанное на работе П.И. Абеля с педиатрическими пациентами, которым проводится запись сЭЭГ для локализации очагов припадков или языкового картирования, позволит исследователям напрямую изучать активность в областях, которые уже упоминались в литературе как имеющие решающее значение для спектро-временного анализа сложных акустических сигналов, таких как речь. . Эти области в надвисочной плоскости (STP) включают извилину Хешля, полярное плоскость и височную плоскость, каждая из которых однозначно нацелена с помощью сЭЭГ.

Существующая литература по обработке речи указывает на то, что преобразование физического ввода (акустического сигнала) в лингвистическое представление (идентификация фонем или слов) не является статическим процессом, а в значительной степени зависит от контекста прослушивания. Система слуховой обработки регулярно адаптируется к изменениям качества сигнала, неблагоприятным условиям прослушивания и кратковременным отклонениям от ожидаемых и изученных закономерностей ввода на родном языке, придавая различную важность или воспринимаемый вес определенным акустико-фонетическим параметрам. Это указывает на существование адаптивной пластичности в обработке речи, однако существующие нейрофизиологические модели не учитывают эту гибкость корковых реакций. Данные пилотных исследований ЭЭГ и сЭЭГ показали, что высокая гамма-активность в STP и поведенческих реакциях оценивалась по перцептивному весу, придаваемому двум акустико-фонетическим измерениям, времени начала голоса (VOT) и основной частоте (F0).

Предлагаемое исследование внесет свой вклад в существующие знания, помогая создать более подробную модель оперативной корковой реакции и адаптации к изменяющимся акустическим сигналам. Он уникален тем, что учитывает роль, которую перцептивный вес акустико-фонетических измерений играет в сигнальных фонемах и вынесении суждений на основе категорий.

Тип исследования

Интервенционный

Регистрация (Действительный)

48

Фаза

  • Непригодный

Контакты и местонахождение

В этом разделе приведены контактные данные лиц, проводящих исследование, и информация о том, где проводится это исследование.

Места учебы

Критерии участия

Исследователи ищут людей, которые соответствуют определенному описанию, называемому критериям приемлемости. Некоторыми примерами этих критериев являются общее состояние здоровья человека или предшествующее лечение.

Критерии приемлемости

Возраст, подходящий для обучения

От 15 лет до 25 лет (Ребенок, Взрослый)

Принимает здоровых добровольцев

Нет

Описание

Критерии включения:

  • лица 15-25 лет
  • Проведение сЭЭГ в надвисочной плоскости для клинически необходимой локализации эпилептических очагов или языкового картирования
  • Свободно говорящие по-английски
  • Когнитивные и речевые навыки в пределах нормы (согласно оценке перед операцией)
  • Нормальная или нормальная острота зрения
  • Нормальная острота слуха на каждое ухо (согласно аудиометрической оценке)
  • Нет истории аутизма или СДВГ

Критерий исключения:

  • Лица с ограниченными интеллектуальными возможностями
  • Аномальная эпилептиформная активность в надвисочной плоскости
  • Недостаточное владение английским языком/производство
  • Тяжелая языковая или слуховая когнитивная дисфункция
  • История аутизма или СДВГ

Учебный план

В этом разделе представлена ​​подробная информация о плане исследования, в том числе о том, как планируется исследование и что оно измеряет.

Как устроено исследование?

Детали дизайна

  • Основная цель: Фундаментальная наука
  • Распределение: Н/Д
  • Интервенционная модель: Одногрупповое задание
  • Маскировка: Нет (открытая этикетка)

Оружие и интервенции

Группа участников / Армия
Вмешательство/лечение
Экспериментальный: Участники-пациенты

В это одногрупповое исследование будут включены пациенты из клинической практики ИП, которые проходят инвазивный нейрофизиологический мониторинг (нЭЭГ) с клинически необходимым размещением электродов в надвисочной плоскости.

Все участники выполнят одни и те же парадигмы поведенческих реакций.

Каждый участник выполнит блоки стимулов в индивидуальном темпе, которые сначала установят базовый уровень для нейронной активности и поведенческих реакций с четкой речью, а затем запишут ответы для экспериментально обработанных блоков, чтобы ввести 1) речь в шуме и 2) канонический. Реверсивный блок для моделирования «акцента». Слуховые стимулы будут отрегулированы до комфортного уровня для каждого участника в соответствии с процессом калибровки, выполненным участником. Каждый блок включает в себя прослушивание звука через наушники и принятие категорического решения между начальными согласными (/b/ или /p/) нажатием кнопки, чтобы указать слово, которое услышал участник.

Что измеряет исследование?

Первичные показатели результатов

Мера результата
Мера Описание
Временное ограничение
Супратпоральный нейронный ответ на изменение акустико-фонетических измерений
Временное ограничение: Во время сеансов записи Seeg-EEG, общее до 3 часов
Нейронная активность будет измерена с помощью одновременного мониторинга ЭЭГ-SEEG в супратровничной плоскости, как указано активностью высокой гамма в электрическом сигнале. Нейронная активность будет измерена, когда участники слушают акустические стимулы с постепенно манипулированными акустическими аспектами, фундаментальной частотой (F0) и временем начала голоса (VOT). Данные, представленные здесь, представляют собой количество каналов височной доли, демонстрирующих значительное кодирование изменения акустического измерения (F0 как VOT остается постоянным).
Во время сеансов записи Seeg-EEG, общее до 3 часов
Поведенческое влияние изменений в акустико-фонетических измерениях
Временное ограничение: Во время сеансов записи Seeg-EEG, общее до 3 часов
Поведенческие реакции в форме категории будут получены, когда участники прислушиваются к акустическим стимулам с постепенно различной фундаментальной частотой (F0) и временем начала голоса (VOT). Участники предоставят поведенческий ответ, указывая, что фонема воспринимается в начале слов стимула (/b/или/p/). В частности, результат сообщается как процент стимулов, классифицированных как / p / более варьирующихся F0, а VOT оставался постоянным.
Во время сеансов записи Seeg-EEG, общее до 3 часов
Супрамовременный нейронный реакция на изменения в контексте прослушивания
Временное ограничение: Во время сеансов записи Seeg-EEG, общее до 3 часов
Нейронную активность измеряли с помощью мониторинга SEEG, что указывает активность высокой гамма в электрическом сигнале. Нейронная деятельность будет измерена, когда участники слушают акустические стимулы в акцентированной речи. ООН-трансформированное напряжение представляет разницу в электрическом потенциале между конкретным контактом электрода и контактом электрода справочного материала; Поскольку мы используем общую среднюю ссылку, это означает, что это разница между конкретным контактом электрода и средним напряжением на всех электродах. Затем Z-оценка для характеристики сдвигов от базовой активности (где z = 0) на определенном электроде, который, как полагают, измеряет изменения в напряжении, в основном из-за постсанаптических токов. Это математическая трансформация, а не опубликованная шкала или стандартизированная оценка. Более экстремальные z -показатели (+ или -) указывают на большее изменение от базовой локальной нейронной активности; Другими словами, стимулы вызывали большую активность в этом регионе.
Во время сеансов записи Seeg-EEG, общее до 3 часов
Поведенческое влияние изменений в контексте прослушивания
Временное ограничение: Во время сеансов записи Seeg-EEG, общее до 3 часов
Поведенческие реакции в форме категории будут получены, когда участники слушают акустические стимулы в разнообразном контексте прослушивания: акцентированная речь. Участники предоставят поведенческий ответ, указывая, что фонема воспринимается в начале слов стимула (/b/или/p/). В частности, результат сообщается как средний % стимулов, классифицированных как / p / с различными отношениями VOH и F0.
Во время сеансов записи Seeg-EEG, общее до 3 часов

Вторичные показатели результатов

Мера результата
Мера Описание
Временное ограничение
Нейронная реакция нерегионов, представляющих интерес, на изменение акустического измерения
Временное ограничение: Во время сеансов записи Seeg-EEG, общее до 3 часов
Нейронная активность будет измерена с помощью одновременного мониторинга ЭЭГ-SEEG в супратровничной плоскости, как указано активностью высокой гамма в электрическом сигнале. Нейронная активность будет измерена, когда участники слушают акустические стимулы с постепенно манипулированными акустическими аспектами, фундаментальной частотой (F0) и временем начала голоса (VOT). Данные, представленные здесь, представляют собой количество каналов височной доли, демонстрирующих значительное кодирование изменения акустического измерения (F0 как VOT остается постоянным).
Во время сеансов записи Seeg-EEG, общее до 3 часов
Нейронная реакция нерегионов интереса на изменения в контексте прослушивания
Временное ограничение: Во время сеансов записи Seeg-EEG, общее до 3 часов
Нейронную активность измеряли с помощью мониторинга SEEG, что указывает активность высокой гамма в электрическом сигнале. Нейронная деятельность будет измерена, когда участники слушают акустические стимулы в акцентированной речи. ООН-трансформированное напряжение представляет разницу в электрическом потенциале между конкретным контактом электрода и контактом электрода справочного материала; Поскольку мы используем общую среднюю ссылку, это означает, что это разница между конкретным контактом электрода и средним напряжением на всех электродах. Затем Z-оценка для характеристики сдвигов от базовой активности (где z = 0) на определенном электроде, который, как полагают, измеряет изменения в напряжении, в основном из-за постсанаптических токов. Это математическая трансформация, а не опубликованная шкала или стандартизированная оценка. Более экстремальные z -показатели (+ или -) указывают на большее изменение от базовой локальной нейронной активности; Другими словами, стимулы вызывали большую активность в этом регионе.
Во время сеансов записи Seeg-EEG, общее до 3 часов

Соавторы и исследователи

Здесь вы найдете людей и организации, участвующие в этом исследовании.

Спонсор

Следователи

  • Главный следователь: Taylor J Abel, MD, University of Pittsburgh

Даты записи исследования

Эти даты отслеживают ход отправки отчетов об исследованиях и сводных результатов на сайт ClinicalTrials.gov. Записи исследований и сообщаемые результаты проверяются Национальной медицинской библиотекой (NLM), чтобы убедиться, что они соответствуют определенным стандартам контроля качества, прежде чем публиковать их на общедоступном веб-сайте.

Изучение основных дат

Начало исследования (Действительный)

2 мая 2022 г.

Первичное завершение (Действительный)

1 июля 2024 г.

Завершение исследования (Действительный)

10 апреля 2025 г.

Даты регистрации исследования

Первый отправленный

12 января 2022 г.

Впервые представлено, что соответствует критериям контроля качества

12 января 2022 г.

Первый опубликованный (Действительный)

26 января 2022 г.

Обновления учебных записей

Последнее опубликованное обновление (Оцененный)

8 сентября 2025 г.

Последнее отправленное обновление, отвечающее критериям контроля качества

14 августа 2025 г.

Последняя проверка

1 августа 2025 г.

Дополнительная информация

Термины, связанные с этим исследованием

Другие идентификационные номера исследования

  • STUDY21090011
  • 1R21DC019217-01A1 (Грант/контракт NIH США)

Планирование данных отдельных участников (IPD)

Планируете делиться данными об отдельных участниках (IPD)?

ДА

Описание плана IPD

Индивидуальные деидентифицированные данные участников, предназначенные для совместного использования, включают индивидуальные данные участников, которые лежат в основе результатов, которые будут представлены в опубликованных статьях после деидентификации.

Другие документы, которые будут доступны, включают протокол исследования и план статистического анализа.

Данные будут доступны как можно скорее после публикации, но не позднее, чем через год после ее завершения. Даты окончания нет.

IPD будет доступен для любых целей через открытый доступ.

Сроки обмена IPD

Данные будут доступны как можно скорее, но не позднее, чем через год после завершения исследования.

Критерии совместного доступа к IPD

Наши данные будут размещены в открытом доступе в Интернете как можно скорее. Данные будут легко и широко доступны.

Совместное использование IPD Поддерживающий тип информации

  • STUDY_PROTOCOL
  • САП

Информация о лекарствах и устройствах, исследовательские документы

Изучает лекарственный продукт, регулируемый FDA США.

Нет

Изучает продукт устройства, регулируемый Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США.

Нет

продукт, произведенный в США и экспортированный из США.

Нет

Эта информация была получена непосредственно с веб-сайта clinicaltrials.gov без каких-либо изменений. Если у вас есть запросы на изменение, удаление или обновление сведений об исследовании, обращайтесь по адресу register@clinicaltrials.gov. Как только изменение будет реализовано на clinicaltrials.gov, оно будет автоматически обновлено и на нашем веб-сайте. .

Подписаться