Нейрофизиологические механизмы понимания языка

Все эксперименты и записи будут проходить в Университете Алабамы в Бирмингеме (UAB) в отделении мониторинга эпилепсии (EMU). Все электроды, используемые для сбора данных, находятся на месте в соответствии со стандартом лечения эпилепсии пациента путем мониторинга нейронной активности для руководства предстоящей соответствующей операцией. Во всех экспериментах нейронная активность будет записываться со стандартных электродов с использованием либо высокоточной, одобренной FDA усилительной системы Neuralynx Atlas (Bozeman, MT), либо стандартной системы записи (Natus Quantum Recording System, Pleasanton). , CA), который обычно используется для мониторинга судорожной активности в клинических целях во время пребывания пациента в больнице. В эксперименте по стимуляции, связанной с заданием, стимуляция будет осуществляться с помощью стандартного электрически изолированного стимулятора (Nicolet Cortical Stimulator, Natus, Pleasanton, CA).

Запись только пословное задание. Участников просят читать и понимать предложения, представленные по одному слову за раз. Участники продвигаются по предложению в своем собственном темпе, нажимая кнопку для перехода к каждому следующему слову предложения. В конце каждого предложения участникам предъявляются 4 картинки, и их задача — выбрать, какая из 4 картинок соответствует только что прочитанному предложению. Представлены три типа предложений: Предложения, относящиеся к объекту (например, «Кошка, за которой гналась собака, была коричневой»), относительные предложения с подлежащим («Кошка, преследовавшая собаку, была коричневой») и контрольные предложения («Коричневая кошка преследовала собаку»). 4 изображения одновременно исследуют назначение пациента/оператора (т. «кто кого преследовал?») и присваивание дополнения к существительному («была ли кошка или собака коричневой?»). 1 из 4 изображений является правильным, 1 изображение отражает ошибку «пациент-агент», 1 отражает ошибку «дополнение-существительное» и 1 отражает обе ошибки одновременно.

Стимулирующее задание. Субъекты будут выполнять задание на чтение предложения слово за словом, как и раньше, только для этого задания в некоторых испытаниях предложения относительно объекта внутричерепная стимуляция применяется на границе фразы в середине предложения. Например, это может быть слово «преследовал» в предложении, относящемся к объекту «Кошка, которую преследовала собака, была коричневой». Параметры стимуляции. Внутричерепная стимуляция проводится с частотой 50 Гц в течение 1 секунды. Эти параметры стимуляции предназначены для прерывания локальной обработки при доставке в области за пределами первичной моторной и сенсорной коры. Исследователи выберут, какие электроды стимулировать, исходя из анатомического расположения мест записи для этого пациента и на основе предварительного анализа записанной активности в сеансах только записи перед сеансом стимуляции. Внутричерепная стимуляция будет выполняться с одновременной внутричерепной записью. Сеансы стимуляции должны быть минимизированы по продолжительности, чтобы избежать утомления пациента и других эффектов от чрезмерной стимуляции. По нашим предварительным данным исследователи обнаружили, что исследователи могут получить 8 проб стимуляции в 2 разных местах стимуляции для данного пациента. Исследователи в идеале выбирают один электрод левой нижней лобной извилины (IFG) и один электрод левой верхней височной борозды (STS) для стимуляции в той мере, в какой один или оба доступны для субъекта. Исследователи стимулируют самые сложные предложения, предложения, относящиеся к объекту, чтобы максимизировать шансы наблюдения эффекта. Исследователи будут сочетать это с равным количеством (8) нестимулированных объектно-относительных предложений. Когда это возможно, исследователи будут включать 8 предложений, относящихся к субъекту, и 8 контрольных предложений, оба без стимуляции, чтобы внести разнообразие в типы предложений, данных в сеансе стимуляции. Задание на стимуляцию будет выполняться либо с постоянной скоростью представления слова (500 мс на слово) во всех предложениях, либо в «самостоятельном темпе», как описано выше для записи только слово за словом. словесная задача.

Все участники будут выполнять одни и те же процедуры. Сначала участники будут выполнять любые задачи, связанные только с записью, что будет происходить, когда они смогут и захотят это сделать после того, как они восстановятся после операции, обычно через 2 дня после операции по имплантации. Участники будут выполнять задачу стимуляции в координации с эпилептологами в EMU на тех же сеансах, когда картирование стимуляции проводится в клинических целях. Обычно это происходит в конце пребывания пациента в электропоезде, когда пациенты принимают полные дозы противосудорожных препаратов.