Neurofysiologiska mekanismer för språkförståelse

Alla experiment och inspelningar kommer att äga rum i University of Alabama i Birmingham (UAB) Epilepsi Monitoring Unit (EMU). Alla elektroder som används för att samla in data är på plats genom standardvård för att behandla patientens epilepsi genom att övervaka neural aktivitet för att vägleda en kommande respektive operation. I alla experiment kommer neural aktivitet att registreras från standardvårdselektroderna med antingen ett högtroget, FDA-godkänt Neuralynx Atlas-förstärkarsystem (Bozeman, MT) eller ett standardiserat inspelningssystem (Natus Quantum Recording System, Pleasanton , CA) som normalt används för att övervaka anfallsaktivitet i kliniska syften under patientens sjukhusvistelse. I det uppgiftsrelaterade stimuleringsexperimentet kommer stimulering att levereras med en standardiserad elektriskt isolerad stimulator (Nicolet Cortical Stimulator, Natus, Pleasanton, CA).

Enbart inspelning ord-för-ord-uppgift. Deltagarna uppmanas att läsa och förstå meningar som presenteras ett ord i taget. Deltagarna går vidare genom meningen i sin egen takt genom att trycka på en knapp för att gå vidare till varje nästa ord i meningen. I slutet av varje mening presenteras deltagarna för 4 bilder, och deras uppgift är att välja vilken av de 4 bilderna som motsvarar meningen de just läst. Tre meningstyper presenteras: Objektrelativa meningar (t.ex. "Katten som hunden jagade var brun"), Ämnesrelativa meningar ("Katten som jagade hunden var brun") och kontrollmeningar ("Den bruna katten jagade hunden"). De fyra bilderna undersöker samtidigt patient/agenttilldelning (dvs. "vem jagade vem?") och komplement-substantivuppgift ("var katten eller hunden brun?"). 1 av de 4 bilderna är korrekta, 1 bild reflekterar ett patient-agent-fel, 1 reflekterar ett komplement-substantivfel och 1 reflekterar båda felen samtidigt.

Stimuleringsuppgift. Försökspersoner kommer att utföra en meningsläsningsuppgift ord för ord som tidigare, endast för denna uppgift på vissa objekts relativa meningsförsök tillämpas intrakraniell stimulering vid frasgränsen i mitten av meningen. Detta skulle till exempel vara ordet "jagad" i den objektrelativa meningen "Katten som hunden jagade var brun". Stimuleringsparametrar. Intrakraniell stimulering levereras vid 50 Hz under 1 sekund. Dessa stimuleringsparametrar är utformade för att avbryta lokal bearbetning när de levereras till områden utanför den primära motoriska och sensoriska cortexen. Utredarna kommer att välja vilka elektroder som ska stimuleras baserat på den anatomiska placeringen av inspelningsplatserna för den patienten och baserat på preliminära analyser av registrerad aktivitet i inspelningssessioner före stimuleringssessionen. Intrakraniell stimulering kommer att utföras med samtidig intrakraniell registrering. Stimuleringssessioner måste minimeras i längd för att undvika patienttrötthet och andra effekter från för mycket stimulering. I våra preliminära data har utredarna funnit att utredarna kan förvärva 8 stimuleringsförsök på 2 olika stimuleringsställen för en given patient. Utredarna kommer helst att välja en vänster Inferior Frontal Gyrus (IFG) och en vänster Superior Temporal Sulcus (STS) elektrod för att stimulera i den utsträckning som en eller båda är tillgängliga för en patient. Utredarna stimulerar de svåraste meningarna, objektrelativa meningar, för att maximera chanserna att observera en effekt. Utredarna kommer att para ihop detta med lika många (8) icke-stimulerade objektrelaterade meningar. När det är möjligt kommer utredarna att inkludera 8 subjekt-relativa och 8 kontrollmeningar, båda utan stimulering för att inkludera variation i de typer av meningar som ges i stimuleringssessionen. Stimuleringsuppgiften kommer att utföras antingen med en konstant hastighet av ordpresentation (500 ms per ord) genom alla meningar, eller utförs på ett "självtakt" sätt som beskrivs ovan för inspelningen endast ord-för- orduppgift.

Alla deltagare kommer att genomföra samma procedurer. Deltagarna kommer att utföra alla inspelningsuppgifter först, vilket kommer att ske när de kan och vill efter att de har återhämtat sig från operationen, vanligtvis 2 dagar efter implantationsoperationen. Deltagarna kommer att utföra stimuleringsuppgiften i samordning med epileptologerna vid EMU i samma sessioner när stimuleringskartläggning sker för kliniska ändamål. Detta inträffar vanligtvis i slutet av patientens vistelse i EMU när patienterna är på fulla doser av anfallsmedicin.