Transcranial Direct הגירוי הנוכחי (tDCS) של האזורים של ורניקה וברוקה במחקרים של לימוד שפה ורכישת מילים

Summary

כאן, אנו מתארים פרוטוקול עבור שימוש transcranial direct הגירוי הנוכחי עבור ניסויים פסיכו-לשונית נוירוליסטית מכוון ללמוד, בדרך טבעית עדיין מבוקרת, התפקיד של אזורים קורטיקליים של המוח האנושי בלמידה מילה, ו ערכה מקיפה של נוהלי התנהגות להערכת התוצאות.

Abstract

השפה היא פונקציה מאוד חשובה אך מובנת מאליה של המוח האנושי. בעוד מחקרים של דפוסי הפעלת המוח במהלך הבנת השפה הם שופע, מה שלעיתים קרובות חסר באופן קריטי הוא ראיות סיבתי של מעורבות באזורי המוח בפונקציה לשונית מסוימת, לא לפחות בשל הטבע האנושי הייחודי של יכולת זו ו מחסור בכלים נוירולוגיים לחקר יחסים סיבתי במוח האנושי באופן בלתי פולשני. השנים האחרונות ראו עלייה מהירה בשימוש transcranial direct הגירוי הנוכחי (tDCS) של המוח האנושי, קל, זול ובטוח טכניקה לא פולשנית שיכול לווסת את המצב של המוח מגורה באזור (באופן הסטה עירור/ סף עיכוב), המאפשר מחקר על תרומתו המיוחדת לפונקציות ספציפיות. בעוד בעיקר התמקדות בשליטה מוטורית, השימוש tDCS הוא הופך נפוץ יותר במחקר בסיסי וקליני על פונקציות קוגניטיביות גבוהה יותר, השפה כלולה, אבל ההליכים עבור היישום שלה להישאר משתנה. כאן, אנו מתארים את השימוש ב-tDCS בניסוי לימודי פסיכובלשנות. אנו מציגים את הטכניקות והנהלים ליישום של הגירוי של קטאודאל ואנאודאל של שטחי שפת הליבה של ברוקה ווורניקה באונה השמאלית של המוח האנושי, לתאר את ההליכים של יצירת סטים מאוזנים של גירויים פסיכובלשנות, בשליטת משטר הלמידה הנטורליסטי, וערכה מקיפה של טכניקות להערכת תוצאות הלמידה ואפקטים של tDCS. כדוגמה ליישום tDCS, אנו מראים כי הגירוי קטאודאל של האזור של Wernicke לפני מפגש למידה יכול להשפיע על יעילות הלמידה מילה. השפעה זו שניהם נמצאים מיד לאחר למידה, וחשוב מכך, נשמר זמן רב יותר לאחר ההשפעות הפיזיות של גירוי להתפוגג, המעיד כי tDCS יכול להיות השפעה ארוכת טווח על אחסון לשוני וייצוגים במוח האנושי .

Introduction

המנגנון הנוירוביולוגי של תפקוד השפה האנושית עדיין מובן בצורה גרועה. כסלע של יכולת התקשורת שלנו, תכונה זו של נוירוקוגניטיבית אנושית ממלאת תפקיד חשוב במיוחד בחיים האישיים והחברתיים כלכליים שלנו. כל החסרונות המשפיעים על הדיבור והשפה הם הרסניות עבור הסובלים ויקר עבור החברה. באותו הזמן, במרפאה, הליכים לטיפול של לשון הדיבור (כגון אפזיה) להישאר מיטביים, לא פחות בשל הבנה ירודה של מנגנוני נוירוביולוגיה המעורבים¹. במחקר, הופעתו האחרונה ופיתוח מהיר של שיטות נוירוהדמיה הובילו תגליות מרובות המתארות דפוסי הפעלה; ובכל זאת, הוכחות לעיתים קרובות עדיין חסרות. יתר על כן, אזורי השפה של המוח ממוקמים בצורה מיטבית ליישום גישות נוירוגירוי המיינסטרים אשר יכול לספק ראיות סיבתי, החשוב ביותר את טכניקת גירוי מגנטי transcranial (TMS). בעוד פרוטוקול TMS מחובר, כגון גירוי התפרצות תטה, יכול לגרום לכאב בשל הקירבה הקרובה של השרירים עד לנקודה של גירוי, “באינטרנט” פרוטוקולים TMS יכול להציג ממצאים קוליים מגירוי, אשר אינו רצוי בשל הפרעה עם גירוי לשוני במצגת². למרות TMS היא בשימוש נרחב לימודי שפה למרות חוסר נוחות כאלה, חלופה מבורכת ניתן לספק על ידי שיטות גירוי אחרות, במיוחד transcranial באופן ישיר הגירוי הנוכחי (tDCS). בשנים האחרונות, tDCS ראה גידול מדהים בשימוש שלה בשל הנגישות שלה, קלות השימוש, יחסי בטיחות ולעתים קרובות התוצאות מרשים³. למרות המנגנון המדויק השפעת tDCS השפעה על הפעילות העצבית אינם מובנים לחלוטין, התצוגה המיינסטרים היא כי, לפחות ברמות אינטנסיביות נמוכה (בדרך כלל 1-2 mA עבור 15-60 דקות), זה לא גורם כל עירור עצבי או עיכוב למשל , אבל במקום זאת מודולים את הפוטנציאל מנחת הממברנה בדרך מדורגת לכיוון דה-או hyperpolarization, העברת את סף עירור למעלה או למטה ובכך להפוך את המערכת העצבית פחות או יותר רגישים לפצות על ידי אירועים אחרים, גירויים, מדינות או אופני פעולה^4,5. בעוד שרוב היישומים שדווחו עד כה התמקדו בתפקוד המוטורי⁶ ו/או במערכת המוטורית, הוא הוחל יותר ויותר על פונקציות קוגניטיביות ברמה גבוהה יותר ומוגבלות בהתאמה. הייתה עלייה ביישומו לדיבור ולשפה, בעיקר במחקר שמטרתו התאוששות של שבץ-מוחי שלאחר משיכת קו^7,8,9, למרות שהיא הובילה עד כה לתוצאות מעורבות ביחס ל פוטנציאל תרפויטי, אתרי גירוי ואונות, וקוטביות עדכנית ומיטבית. כמו מחקר זה, ובמיוחד היישום של tdcs בנוירוביולוגיה קוגניטיבית של תפקוד השפה הרגילה, הוא עדיין בחיתוליו, זה חיוני כדי להתוות הליכים לעירור לפחות השפה הליבה מסגרות (החשוב ביותר wernicke של ו האזורים של ברוקה) באמצעות tDCS, שהוא אחד המטרות העיקריות של הדו ח הנוכחי.

כאן, נשקול את היישום של tDCS לאזורי שפה בניסוי לימודי מילים. באופן כללי, המקרה של לימוד מילים נלקח כאן כדוגמה אחת לניסוי נוירולוגי, וחלק ה-tDCS של הפרוצדורה לא צריך להשתנות בצורה משמעותית עבור סוגים אחרים של ניסויים בשפות המכוונות לאותם אזורים. עם זאת, אנו משתמשים בהזדמנות זו גם כדי להדגיש שיקולים מתודולוגיים עיקריים בניסוי רכישת מילים כשלעצמה, שהוא המטרה העיקרית השנייה של תיאור הפרוטוקול הנוכחי. מנגנוני המוח הצמדת רכישת מילה – קיבולת אנושית בכל מקום בליבת המיומנות שלנו בתקשורת הלשונית – נשארות במידה לא ידועה¹⁰. מסבך את התמונה, הספרות הקיימת שונה בהרבה באופן שבו פרוטוקולים ניסיוניים מקדמים רכישת מילים, בשליטה על פרמטרים של גירוי, ובמשימות המשמשות להערכת תוצאותלמידה (ראה, למשל דיוויס ואח ‘). להלן, אנו מתארים פרוטוקול המשתמשת בגירויים מבוקרים ביותר ובמצב מצגת, תוך הקפדה על רכישת ההקשר הטבעי של אוצר מילים הרומן. יתר על כן, אנו משתמשים בסוללה מקיפה של משימות כדי להעריך את התוצאות התנהגויות ברמות שונות, הן מיד לאחר לימוד ולאחר שלב האיחוד לילה. זה משולב עם מזויף ו cathodal tDCS של שטחי השפה (אנחנו עושים דוגמה מסוימת באמצעות גירוי האזור של Wernicke) אשר יכול לספק ראיות סיבתי על תהליכים עצביים הבסיסית ומנגנונים.

Protocol

כל ההליכים אושרו על ידי ועדת האתיקה של המחקר המקומי של אוניברסיטת סנט פטרסבורג, סנקט פטרבורג, עם הסכמה שהושגה מכל המשתתפים. הערה: על כל המשתתפים לחתום על הסכמה מושכלת ולמלא שאלון להעיד על היעדר התוויות של הגירוי tDCS (ראה טכניקה ושיקולים בשימוש של 4 x 1 טבעת הגדרה גבוהה Transcranial יש…

Representative Results

בעוד הנתונים נותחו עבור הקבוצה הספציפית של משימות, יש להדגיש כי הסדרה המפותחת של בדיקות הפרדיגמה יכול להיות מותאם למגוון של ניסויים פסיכובלשנות. התוצאות נותחו במונחים של ציונים בדיוק (מספר התשובות הנכונות) ואת זמן התגובה (RT) באמצעות שאינם פרמטרית וילקוסון חתמו בדיקת דיר?…

Discussion

התוצאות מדגישות כמה נקודות חשובות שיש לקחת בחשבון בעת ביצוע מחקר פסיכובלשנות בכלל, ו tDCS מחקרים נוירובלשנות בפרט. המרצת השפה העברית (להלן על ידי האזור של ורניקה) מייצרת דפוס מורכב של תוצאות התנהגותיות. בניגוד לטכניקת TMS, בה ניתן לשבש באופן מלא את עיבוד הדיבור (לדוגמה, “מעצר הדיבור”)^21…