Hjärnområden involverade i ljud- och talade ordminne

Mål:

Människor är de enda djur som använder språk för att kommunicera med varandra. Bland många andra krav behöver människor ett utmärkt auditivt långtidsminne för att kunna bemästra den komplicerade uppgiften att lära sig ett språk. Det är fortfarande inte helt förstått vilka hjärnregioner som är involverade i att överföra auditiva stimuli till långtidsminnet. Målet med detta forskningsförslag är att undersöka om hjärnstrukturer som är kända för att vara väsentliga i språkproduktion också spelar en viktig roll för att koda in auditiva stimuli i långtidsminnet.

Studera befolkning:

Vi föreslår att man använder repetitiv transkraniell magnetisk stimulering (rTMS) för att undersöka rollen av

frontala och temporoparietala kortikala områden vid lagring av auditiva stimuli i långtidsminnet. Hela studien kommer att omfatta tre experiment. Vart och ett av de tre experimenten kommer att bestå av en till tre sessioner. Sessionerna 1 och 2 kommer att vara obligatoriska i varje experiment. Session 3 kommer endast att krävas om positiva resultat erhålls i session 2. Varje deltagare kan endast delta i ett av de tre planerade experimenten.

I experiment 1 kommer vi att undersöka Brocas områdes potentiella roll i det auditiva minnet. Om vi ​​upptäcker att rTMS i Brocas område stör prestanda på minnesuppgiften, kommer vi att genomföra en kontroll (session 3) för att avgöra om försämringen faktiskt berodde på störning av stimulusuppfattning snarare än på minnet i sig. Vi kommer att genomföra experiment 2 för att undersöka den möjliga rollen för Wernickes region i det auditiva minnet. Vi kommer att genomföra experiment 3 för att undersöka rollen av den ventrala premotoriska cortex (PMv) i auditivt minne.

I experiment 2 och 3 kommer vi också att genomföra samma kontrollsession 3, som i experiment 1 om rTMS försämrar prestandan på den auditiva minnesuppgiften. Alla experiment kommer att bestå av två sessioner och ytterligare en tredje session om rTMS-inducerad försämring upptäcks. I så fall kommer alla deltagare att kallas tillbaka för kontrollexperimentet. Under session 1 kommer en neurologisk undersökning att göras och en klinisk, anatomisk och funktionell MRT (Magnetic Resonance Imaging) kommer att göras (funktionell MRT för andra upprepningen av experiment 1 och för experiment 3). I session 2 kommer rTMS att användas i ett försök att tillfälligt störa funktionen hos Brocas område (experiment 1), TPJ (experiment 2) eller PMv (experiment 3) medan deltagarna utför en auditiv igenkänningsminnesuppgift. Genom att tillfälligt störa kortikal funktion i dessa lokaliserade regioner kommer vi att kunna avgöra om deras funktion är avgörande för att koda auditiva stimuli i långtidsminnet. I kontrollsessionen, som endast ska utföras om den experimentella uppgiften ger ett positivt resultat (dvs funktionsnedsättning), kommer vi att testa auditiv perception genom att be deltagarna att göra samma/olika bedömningar av stimuluspar (liknande de som används i session 2) som presenteras med en mycket kort fördröjning medan du använder samma rTMS-rutin som i session 2.

Genom ändring vill vi utöka session 1 till att inkludera funktionell MRI (fMRI) avbildning utformad för att identifiera och förfina målen för störningar av rTMS i den efterföljande sessionen: Brocas område (experiment 1) och PMv (experiment 3). Specifikt avser vi att (1) upprepa experiment 1 av det godkända protokollet med fMRI-lokalisering i ytterligare 15 försökspersoner och (2) fortsätta med experiment 3 enligt beskrivningen i det ursprungliga protokollet, även med tillägg av fMRI-lokalisering. De initiala resultaten i experiment 1 (Brocas område) saknade precis betydelse, möjligen för att anatomiska landmärken är inkonsekventa mellan försökspersoner (t.ex. Amunts et al., 1999); en fMRI-lokaliserare i varje försöksperson skulle kunna minska denna variation. Till skillnad från i det tidigare protokollet kan session 1 inte hoppas över om försökspersonen har gjort en neurologisk undersökning och MR under det senaste året (undersökningen kan hoppas över, men alla försökspersoner kommer att behöva fMRI). Det maximala antalet sessioner per experiment kommer att förbli oförändrat vid tre: 1) intagsundersökning och anatomisk/funktionell MRT, 2) rTMS och 3) en kontrollsession endast om en signifikant effekt av rTMS observeras.

Genom ändringsförslag vill vi också betrakta de tre experimenten som oberoende, snarare än var och en beroende av resultatet av föregående experiment. Som beskrivs nedan (avsnitt 2.3-2.5), experimentella bevis involverar alla tre regionerna i det hörselmotoriska nätverket som studeras. Preliminära bevis tyder på en positiv effekt i experiment 2 (TPJ), men detta gör inte experiment 3 omöjligt. Därför vill vi tillämpa fMRI-riktade rTMS till Brocas område, och PMv, i oberoende experiment.

Utfallsmått:

I session 2 kommer det primära utfallsmåttet att vara antalet korrekt ihågkomna auditiva stimuli. Sekundär utdata kommer att vara reaktionstid under experimentets igenkänningsfas.

I kontrollexperimentet (om det utförs) kommer det primära utfallsmåttet att vara antalet korrekta samma/olika bedömningar och återigen kommer reaktionstiden att vara det sekundära måttet.