Summary
هنا، ونحن نصف بروتوكول لاستخدام التحفيز الحالي المباشر عبر الجمجمة للتجارب النفسية والعصبية اللغوية التي تهدف إلى دراسة، بطريقة طبيعية ولكن تسيطر عليها بالكامل، ودور المناطق القشرية من الدماغ البشري في تعلم الكلمات، و مجموعة شاملة من الإجراءات السلوكية لتقييم النتائج.
Abstract
اللغة هي وظيفة مهمة للغاية ولكن غير مفهومة جيدا من الدماغ البشري. في حين أن دراسات أنماط تنشيط الدماغ أثناء فهم اللغة وفيرة، ما هو في كثير من الأحيان في عداد المفقودين بشكل حاسم هو دليل السببية من مشاركة مناطق الدماغ في وظيفة لغوية معينة، وليس أقلها بسبب الطبيعة البشرية الفريدة لهذه القدرة و نقص في الأدوات العصبية الفسيولوجية لدراسة العلاقات السببية في الدماغ البشري غير الغازية. شهدت السنوات الأخيرة ارتفاعا ً سريعاً في استخدام التحفيز المباشر عبر الجمجمة (tDCS) للدماغ البشري، وهي تقنية سهلة وغير مكلفة وآمنة غير غازية يمكن أن تعدل حالة منطقة الدماغ المحفزة (بشكل مفترض عن طريق تحويل الإثارة/ العتبات التثبيط)، مما يتيح دراسة مساهمتها الخاصة في وظائف محددة. في حين تركز في الغالب على التحكم في السيارات, استخدام tDCS أصبح أكثر انتشارا في كل من البحوث الأساسية والسريرية على الوظائف المعرفية العليا, وشملت اللغة, ولكن إجراءات تطبيقه لا تزال متغيرة. هنا، ونحن نصف استخدام tDCS في تجربة التعلم الكلمات النفسية اللغوية. نقدم تقنيات وإجراءات لتطبيق التحفيز الكاثودال وanodal من المناطق اللغوية الأساسية من بروكا وWernicke في نصف الكرة الأيسر من الدماغ البشري، ووصف إجراءات خلق مجموعات متوازنة من المحفزات النفسية اللغوية، وهو نظام التعلم الطبيعي الخاضع للرقابة، ومجموعة شاملة من التقنيات لتقييم نتائج التعلم وآثار tDCS. كمثال على تطبيق tDCS، نبين أن التحفيز الكاثود في منطقة Wernicke قبل جلسة التعلم يمكن أن تؤثر على كفاءة تعلم الكلمات. هذا التأثير موجود على حد سواء مباشرة بعد التعلم، والأهم من ذلك، والحفاظ عليها على مدى فترة أطول بعد أن تبلى الآثار المادية للتحفيز، مما يشير إلى أن tDCS يمكن أن يكون لها تأثير طويل الأجل على التخزين اللغوي والتمثيلات في الدماغ البشري .
Introduction
الآليات العصبية البيولوجية لوظيفة اللغة البشرية لا تزال غير مفهومة بشكل جيد. وهذه السمة العصبية المعرفية البشرية الفريدة، بوصفها الأساس الذي تقوم عليه قدرتنا على الاتصال، تلعب دوراً هاماً بشكل خاص في حياتنا الشخصية والاجتماعية والاقتصادية. أي عجز يؤثر على الكلام واللغة مدمرة للمرضى ومكلفة للمجتمع. في الوقت نفسه، في العيادة، لا تزال إجراءات علاج العجز في الكلام (مثل الحُبسة) دون المستوى الأمثل، وليس أقلها بسبب سوء فهم الآليات العصبية البيولوجية المعنية1. في البحوث, وقد أدى ظهور مؤخرا والتطور السريع لأساليب التصوير العصبي إلى اكتشافات متعددة تصف أنماط التنشيط; ومع ذلك، غالبا ما تكون الأدلة السببية تفتقر. وعلاوة على ذلك، تقع المناطق اللغوية في الدماغ إلى حد ما دون المستوى الأمثل لتطبيق نُهُج التحفيز العصبي السائدة التي يمكن أن توفر أدلة سببية، والأهم من ذلك تقنية التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS). في حين حاليا TMS البروتوكول، مثل تحفيز انفجار التأ، يمكن أن يسبب الألم بسبب القرب الوثيق من العضلات إلى نقطة التحفيز، "على الانترنت" بروتوكولات TMS يمكن إدخال التحف الصوتية من التحفيز، وهو أمر غير مرغوب فيه بسبب التدخل مع عرض التحفيز اللغوي2. على الرغم من أن TMS يستخدم على نطاق واسع في الدراسات اللغوية على الرغم من مثل هذه المضايقات، يمكن توفير بديل موضع ترحيب من قبل أساليب التحفيز الأخرى، وأبرزها التحفيز عبر الجمجمة مباشرة الحالية (TDCS). في السنوات الأخيرة، شهدت tDCS نموا ملحوظا في استخدامه بسبب سهولة الوصول إليها، وسهولة الاستخدام، والسلامة النسبية، وغالبا ما تكون النتائج ضرببدلا 3. على الرغم من أن الآليات الدقيقة التي تقوم عليها تأثير tDCS على النشاط العصبي لا يفهم تماما، فإن الرأي السائد هو أنه، على الأقل في مستويات الكثافة المنخفضة (عادة 1-2 مانا لمدة 15-60 دقيقة)، فإنه لا يسبب أي إثارة العصبية أو تثبيط في حد ذاته ، ولكن بدلا من ذلك ينظم إمكانية عبر الغشاء يستريح بطريقة متدرجة نحو إزالة أو فرط الاستقطاب، وتحويل عتبات الإثارة صعودا أو وهبوطا، وبالتالي جعل النظام العصبي أكثر أو أقل عرضة للتعديلات من قبل الأحداث الأخرى، والمحفزات، الدول أو السلوكيات4،5. وفي حين أن معظم الطلبات المبلغ عنها حتى الآن قد ركزت على الوظيفة الحركية6 و/أو العجز في نظام السيارات، فقد طُبقت بصورة متزايدة على الوظائف المعرفية الأعلى مستوى وإعاقات كل منها. كان هناك ارتفاع في تطبيقه على الكلام واللغة، ومعظمها في البحوث التي تهدف إلى استعادة الحُبسة ما بعد السكتة الدماغية7،8،9، على الرغم من أنها أدت حتى الآن إلى نتائج مختلطة فيما يتعلق الإمكانات العلاجية، ومواقع التحفيز ونصف الكرة الأرضية، والقطبية الحالية المثلى. بما أنّ هذا بحث, وخصوصا التطبيق من [تدس] في علم الأحياء عصبيّإدراكيّة من عاديّة لغة عمل, بعد في مهده, هو حاسمة أن يعيّن إجراءات ليحثّ على الأقلّ الأساسيّة لغة [كورتيس] (أكثر مهمّة [ورنيكس] و مناطق بروكا) باستخدام tDCS، وهو أحد الأهداف الرئيسية للتقرير الحالي.
هنا، سوف ننظر في تطبيق tDCS على مناطق اللغة في تجربة تعلم الكلمات. بشكل عام، يتم أخذ حالة تعلم الكلمات هنا كمثال على تجربة لغوية عصبية، والجزء tDCS من الإجراء لا ينبغي أن تتغير بشكل كبير لأنواع أخرى من التجارب اللغوية التي تستهدف نفس المناطق. ومع ذلك، فإننا نفسن هذه الفرصة لتسليط الضوء أيضا على الاعتبارات المنهجية الرئيسية في تجربة اكتساب الكلمات في حد ذاتها، وهو الهدف الرئيسي الثاني من وصف البروتوكول الحالي. آليات الدماغ التي تقوم عليها اكتساب الكلمات – قدرة بشرية منتشرة في كل مكان في صميم مهارتنا في التواصل اللغوي – لا تزال غير معروفة إلى حد كبير10. ومما يزيد من تعقيد الصورة أن المؤلفات الموجودة تختلف اختلافاً كبيراً في كيفية تعزيز البروتوكولات التجريبية لاكتساب الكلمات، والسيطرة على بارامترات التحفيز، وفي المهام المستخدمة لتقييم نتائج التعلم (انظر، على سبيل المثال، Davis et al.11). وفيما يلي وصف بروتوكول يستخدم المحفزات العالية التحكم ووضع العرض التقديمي، مع ضمان اكتساب المفردات الجديدة التي تعتمد على السياق الطبيعي. وعلاوة على ذلك، نستخدم مجموعة شاملة من المهام لتقييم النتائج سلوكيا على مستويات مختلفة، سواء بعد التعلم مباشرة وبعد مرحلة الدمج بين عشية وضحاها. يتم الجمع بين هذا مع tDCS الشام وcathodal من المناطق اللغوية (ونحن جعل مثال معين باستخدام تحفيز منطقة Wernicke) التي يمكن أن توفر أدلة سببية على العمليات والآليات العصبية الكامنة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
وقد وافقت اللجنة المحلية لأخلاقيات البحوث التابعة لجامعة سانت بطرسبرغ الحكومية في سانت بطرسبرغ على جميع الإجراءات، بموافقة جميع المشاركين.
ملاحظة: يجب على جميع المشاركين التوقيع على الموافقة المستنيرة وملء استبيان للشهادة على عدم وجود أي موانع لتحفيز tDCS (انظر تقنية والاعتبارات في استخدام 4 × 1 حلقة عالية الوضوح عبر الجمجمة التحفيز الحالي المباشر (HD-tDCS) من قبل ويلمار وزملاؤه12) وجمع البيانات الأخرى ذات الصلة بالدراسة مثل حدة الرؤية، والتركيبة السكانية، والخبرة اللغوية واليد. لالمتأخّرة, ال [مني] عمل ب [ألدفيلد]13 أوصيت.
١ - المواضيع والبيئة التجريبية
- في تجربة لغوية نموذجية، تأكد من أن جميع المواضيع هي اليد اليمنى وليس لديها سجل من العجز في اللغة، والاضطرابات العصبية أو النفسية. ويجب التحكم بلغتهم الأصلية ووضعهم الثنائي اللغة/المتعدد اللغات.
- إجراء جميع القياسات في غرفة عازلة للصوت أو على الأقل مخففة الصوت. عزل الصوت مهم جدا، لأن أي صوت دخيل، والضوضاء، والكلام البشري، وما إلىذلك يمكن أن تؤثر بشكل كبير على الأداء وبالتالي تؤثر على البيانات (الشكل 1).
- لتجنب التداخل عن طريق الاتصال غير الضروري للتجربة الموضوع، ضع فقط الشاشة وسماعات الرأس / مكبرات الصوت وأي أجهزة إدخال (لوحة المفاتيح، وصناديق زر) داخل الغرفة. يكون كل التفاعل مع المُجرِّب عبر الاتصال الداخلي ما لم يكن الاتصال الشخصي مطلوبًا.
- استخدم المعلمات المثلى التالية، استنادًا إلى تجريب واسع النطاق، للحصول على لون الخلفية وحجم الخط: لون الخلفية الرمادي (RGB: 125، 125، 125)، لون النص الأسود (RGB: 0؛ 0؛ 0)، وجه الخط Arial، الحجم 27.
- لتقليل التأخير والتوتر في العرض التقديمي المرئي، استخدم بطاقة فيديو وشاشة بمعدل تحديث يبلغ 100 هرتز وأعلى.
- لقياس أوقات التفاعل، استخدم منصات الاستجابة من الدرجة البحثية، والتي تتمتع ببيئة عمل أفضل وتوقيت أكثر دقة مقارنة بلوحات المفاتيح التقليدية.
2- إعداد الحوافز
- اختيار كلمات اللغة المعنية، والتي يتم التحكم فيها لمدتها، والتردد المعجمي والهيكل العام (لتجنب أي آثار أساسية لخصائص التحفيز السطحي على المعالجة على مستوى أعلى). هنا، كانت جميع الكلمات الأساسية ثمانية فون/ رسائل طويلة وتتكون من ثلاثة مقولات مع هيكل CVCCVCVC (حيث C هو الساكن، وV هو حرف العلة).
- لإنشاء قوائم متعددة، تقسيم الكلمات إلى مجموعات، والتي لا ينبغي أن تختلف إحصائيا (كما تقاس مع، على سبيل المثال، t-الاختبارات) على ليما، bigram و / أو trigram وكذلك تردد المناهج الدراسية. ويمكن الحصول على هذه البيانات من قواعد البيانات النفسية اللغوية الخاصة باللغة؛ هنا، تم استخدام كوربوس الوطنية الروسية (http://www.ruscorpora.ru/en/). هنا، تم استخدام مجموعة واحدة لإنشاء (من خلال التعديل) كلمات رواية مماثلة orthographically والكلمات الزائفة، مجموعة أخرى لخلق الكلمات الزائفة التحكم غير ذات الصلة، ومجموعة أخرى تستخدم ككلمات التحكم غير ذات الصلة (الشكل2A). وأدى ذلك إلى خمس مجموعات من 10 بنود لكل منها (50 محفزا في المجموع). تعديل هذه الإجراءات وفقا لمتطلباتك التجريبية بالضبط.
- لتقليل أي آثار للأشكال السطحية على الدلالات المكتسبة حديثاً، موازنة المجموعات عبر عينة الموضوع، بحيث تلعب أدوارتجريبية مختلفة لمواضيع مختلفة.
- خلق أشكال كلمة جديدة بحيث أنها تتبع قواعد علم الأصوات والصوتية وتشبه الكلمات الموجودة من حيث البنية التقويمية والصوتية.
ملاحظة: للتأكد من أن الكلمات الجديدة يمكن أن تدخل في منافسة مع الكلمات الموجودة، استندت الإجراءات الحالية على تلك التي وضعت في سلسلة من التجارب من قبل غاسكيل والزملاء11،14 وتهدف إلى الحفاظ على كلمة مجموعات ( CVCCV-) مستقرة، أثناء تدوير الإزاحات الخاصة بهم (-CVC) عبر عناصر مختلفة في المجموعة. وهذا هو، حافظنا على أول اثنين من المجالات من كلمة موجودة ومتنوعة في نهاية المطاف يمكن تغييرها مثل أن تم إنشاء جديد، شكل كلمة جديدة غير مألوفة سابقا (على سبيل المثال، الماندرين -> mandanal *، حيث تم أخذ CVC الماضي من كلمة أخرى في القائمة، الكاردينال، لإنشاء عنصر جديد). - كرر الإجراء الموضح أعلاه لإنشاء العديد من نماذج الكلمات الجديدة حسب الحاجة. للمظاهرة الحالية، أنشأنا قوائم من أشكال الكلمات الجديدة التي سيتم تعلمها ومثل الكلمات الزائفة غير المستفادة (على سبيل المثال الماندرين -> ماندانال *، mandaket *، كل ثلاثة يحتمل أن تدخل في منافسة معجمية بعد التعلم، والجيران) وكذلك مزيد من قوائم التحكم من الكلمات الحقيقية والكلمات الزائفة الرواية التي لم تشترك في هذا التشابه، وبالتالي لن تنتج منافسة معجمية مع المحفزات الرئيسية (على سبيل المثال، دائري، المسك *؛ وتستخدم الأمثلة الروسية في جميع أنحاء، ومترجمة من السيريلية إلى اللاتينية النصي لسهولة الفهم).
3. محفزات الجملة للتعلم الدلالي السياقي
- إنشاء معاني جديدة لترتبط بالكلمات الجديدة في عملية التعلم. ويمكن أن تكون هذه الأشياء أو المفاهيم غير موجودة في اللغة أو الثقافة الأصلية للمواضيع.
- للتعلم السياقي للدلالات الجديدة، ينصح الإجراءات المستخدمة من قبل Mestrez-Misse والزملاء15. إنشاء العديد من الجمل الفريدة التي تصف الحالات التي يمكن للمرء من خلالها فهم معنى كل من الكلمات الرواية (على سبيل المثال، "للسيطرة على الحشرات في العصور الوسطى، استخدم الناس mandaket"). استخدم سلسلة من هذه الجمل لكل كلمة من الكلمات الجديدة (هنا، ما مجموعه 5 جمل لكل كلمة)، وكشف تدريجيا ً عن معنى كل مفهوم جديد من سياق أكثر عمومية إلى سياق أكثر تحديداً.
- تقديم كلمات جديدة بشكل مثالي في شكل قاموسها (أي، حالة غير منفّسة، على سبيل المثال، حالة ترشيحية أو اتهامية فريدة باللغة الروسية)، بحيث لا ينقلب الشكل السطحي بشكل مختلف في جمل مختلفة (الجدول1)،ما لم تكن قاعدة الانعطاف التعلم مطلوب أيضا.
- التحكم في طول الجمل وعدد الكلمات بين الشروط وموازنة هذه الجمل. هنا، كل جملة تتكون من 8 كلمات. دائما وضع الكلمات الجديدة في نهاية الجمل. هذا التنسيب يسمح تراكم المعلومات السياقية اللازمة (وعلاوة على ذلك، وهذا يسمح تنفيذ هذا التصميم، إذا لزم الأمر، في إعداد تخطيط كهربية الدماغ أو MEG لتسجيل استجابات الدماغ التي أثيرت كشفها مزيد من المحفزات كلمة).
- تقديم جمل خاصة بالكلمات في كتل فرعية خاصة بالكلمات، مما يكشف تدريجياً عن معنى كل كلمة جديدة، دون تشذير أو عشوائية الجمل المتعلقة بكلمات جديدة مختلفة.
- عشوائية ترتيب الكتل الفرعية عبر مجموعة الموضوع. يوصى بعرض جملة كلمة بكلمة إذا تم استخدام الطريقة المرئية.
- تحديد الفاصل الزمني للتحفيز على أساس خصائص التحفيز محددة للسماح لعرضها مريحة (الشكل2B)؛ تأكد من فصل كتل فرعية مختلفة مع فترات إضافية وإعطاء فواصل منتظمة.
4- مهام تقييم الحصول على أشكال جديدة من الكلمات والمعاني الجديدة
ملاحظة: استخدم عدة مهام لتقييم مستويات مختلفة من اكتساب وفهم كل من أشكال الكلمات السطحية والدلالات المعجمية. وتستخدم خمس مهام في هذا البروتوكول: الاستدعاء الحر، والاعتراف بالcued، والقرار المعجمي، والتعريف الدلالي والمطابقة الدلالية. يتم تطبيق المهام بالترتيب الذي تم سرده أدناه، والذي تم تحسينه لتقليل أي ترحيل بين المهام المتتالية.
- في مهمة الاستدعاء المجاني، اجعلهم كل مشارك يعيد إنتاج العديد من نماذج الكلمات الجديدة التي يمكن أن يتذكروها عن طريق كتابتها في جدول البيانات المعد. التعليمة كما يلي: "الرجاء كتابة كافة الكلمات الجديدة التي يمكنك تذكرها في العمود."
- إدراج نفس المحفزات في قرار الاعتراف والمعجم (المهمتين الثانية والثالثة، على التوالي) واستخدام نفس معدل العرض.
- وتشمل هذه المهام جميع البنود (كلمات جديدة، كلمات المنافس الحقيقي تلك الرواية مشتقة من، المنافسين الزائفة غير المدربين المستمدة من نفس الكلمات الحقيقية، والسيطرة غير ذات الصلة الكلمات الزائفة والكلمات الموجودة السيطرة غير ذات الصلة).
- بالنسبة لمهمة التعرف، استخدم التعليمة التالية: "سيتم تقديم الكلمات بالتتابع. اضغط على الزر "1" بإصبع الوسط من اليد اليسرى إذا واجهت الكلمة أثناء التجربة، أو اضغط على "2" بإصبع الفهرس من اليد اليسرى إذا لم تكن قد واجهتها. تعديل الترميز استجابة، اليد والأصابع وفقا لمتطلباتمحددة.
- التعليمات لمهمة القرار المعجمي هي: "سوف يتم تقديم ككلمات حقيقية لا معنى لها بالتتابع. اضغط على "1" بإصبع الوسط من اليد اليسرى إذا كانت الكلمة منطقية، أو اضغط على "2" بإصبع الفهرس من اليد اليسرى إذا لم يكن كذلك." تعديل هذه حسب الضرورة.
- استخدم مهمة التعريف الدلالي لتقدير اكتساب المعنى الجديد والمراسلات بين المعنى والشكل السطحي.
- إعطاء المشاركين قائمة بالعناصر التي تم تعلمها (أي تلك التي قدمت سابقا في مرحلة التعلم) مع التعليم أعلاه: "هنا قائمة من الكلمات الجديدة المقدمة لك سابقا. حاول تعريف كل منها واكتب تعريفاتها في جدول البيانات".
- (أ) تقييم مدى اكتمال ودقة التعاريف المعنية، إشراك خبراء مستقلين لتقييم الردود؛ ويمكن اختبار الاتفاق بين الخبراء باستخدام، على سبيل المثال، معامل التوافق في كندال (W).
- استخدم مهمة المطابقة الدلالية لتقييم اكتساب الدلالات من خلال إقامة روابط واضحة بين نماذج الكلمات التي تم تعلمها حديثًا ومعانيها بطريقة مبسطة.
- استخدم التعليمة التالية: "سيتم تقديم كلمة وثلاثة تعريفات. يجب عليك اختيار تعريف واحد صحيح لكل كلمة عن طريق الضغط على الزر المقابل". واحد فقط من التعاريف هو الصحيح، مع اثنين آخرين المقابلة للعناصر الرواية الأخرى. وبالإضافة إلى التعاريف الاختيارية الثلاثة، بما في ذلك خيارات "لا شيء من هذا" أو/أو "غير متأكد".
5- الإجراءات
- تأكد من أن تحفيز tDCS يسبق المهمة السلوكية التي تهدف إلى تعديل.
- (منطقة (فيرنيك
ملاحظة: وضع الكهربائي التحفيز الذي يتوافق على أفضل وجه مع منطقة Wernicke هو CP5 وفقا لنظام الدولية الموسعة 10-20 لEEG16،17.- لتحديد موقع هذا الموقع في حالة عدم وجود غطاء قطب كهربائي، اتبع إجراءات النظام القياسية 10-20.
- قياس الرأس مع شريط من inion إلى nasion، ولاحظ منتصف هذه المسافة. ثم قم بقياس المسافة من النقطة السابقة للتقوس الأيسر إلى النقطة السابقة للبول اليمنى، ووضع علامة على نقطة تقاطع القياسات اثنين.
- للعثور على موقع CP5، قم بقياس 30% من المسافة بين النقاط التجترأ من نقطة التقاطع أسفل نصف الكرة الأيسر ووضع علامة عليه. قياس 10٪ من المسافة بين inion وnasion من نقطة ملحوظ إلى الجزء الخلفي من الرأس. هذه النقطة هي موقع CP5 للقطب النشط (الشكل3).
- منطقة بروكا
ملاحظة: أقرب إلى منطقة بروكا هو موقع القطب F518 وفقا لنظام 10-20.- في حالة عدم وجود غطاء تخطيط كهربية الدماغ، اتبع إجراءات النظام القياسية 10-20 للعثور على نقطة التقاطع بين نقاط الإنيون ونقاط ما قبل التلقاء، كما هو موضح أعلاه.
- للعثور على موقع F5، قياس 20٪ من المسافة بين inion وnasion من نقطة التقاطع إلى الجزء الأمامي من الرأس. قياس 30٪ من المسافة بين النقاط قبل التصورة من نقطة ملحوظ مؤخرا أسفل نصف الكرة الأيسر. تتوافق هذه النقطة مع موقع F5للقطب النشط (الشكل 3).
- المواقع المتجانسة في نصف الكرة الأيمن: للمتجانسات في نصف الكرة الغربي الأيمن من مناطق Wernicke وBroca، استخدم نفس الإجراءات كما هو موضح أعلاه، باستثناء قياس المسافة من خط الوسط أسفل الجانب الأيمن من فروة الرأس. مواقع الأقطاب الكهربائية هي: CP6 لتجانس RH Wernicke وF6 لمتجانس بروكا.
- استخدام الأقطاب الاسفنجية قياس 5 سم × 5 سم وهذا الحجم هو حل وسط جيد بين التحفيز البؤري (الذي يسبب المزيد من التهيج وعدم الراحة) والأقطاب الكبيرة التي تفتقر إلى البؤرة. نقع الأقطاب الكهربائية في محلول ملحي الفسيولوجية لمدة 5 دقائق قبل التطبيق.
- من أجل تقليل تأثير التحفيز على مناطق أخرى من الدماغ، ضع القطب المرجعي في قاعدة الرقبة على الجانب الأيسر (اليمين للمتجانسات) (انظر الشكل 3 والشكل 4). استخدام الأقطاب الاسفنجية قياس 5 سم × 5 سم كذلك.
ملاحظة: يجب إيلاء اهتمام خاص لمنع انتشار الحل خارج حدود منطقة تطبيق القطب الكهربائي. وينبغي توخي الحذر الخاص للحفاظ على منطقة القطب المحيطة جافة. - للحصول على التحفيز الكاثودالأمثل، استخدم تيار 1.5 مليًا لمدة 15 دقيقة. في بداية, الحالي يرتفع تدريجيا من 0 إلى 1.5 ماساتش/مكانة أكثر من 30 s, وفي نهاية التحفيز فإنه يسقط مرة أخرى إلى الصفر أكثر من 30 s.
- للتحفيز الأنودال، استخدم نفس الإجراء مثل التحفيز الكاثودال، باستثناء القطبية يتم عكسها، ويتم وضع القطب الأنودال في الموقع النشط، في حين يتم استخدام الكاثود كقطب مرجعي يقع خارج منطقة فروة الرأس.
- (منطقة (فيرنيك
- تحفيز الشام
- تنفيذ إجراء التحفيز الشام عموما كما هو موضح أعلاه إلا أن يتم تطبيق التيار فقط لفترة وجيزة في بداية ونهاية جلسة الشام. ولهذه الغاية، وخلال الـ 30 ثانية الأولى والأخيرة من الدورة، قم بتطبيق نبض كهربائي على شكل ثلاثي بحد أقصى قدره 1.5 مأ، على النحو المستخدم في هذا البروتوكول.
- المهمة السلوكية الرئيسية: التعلم الدلالي السياقي
- مجموعات الحاضر مع الجمل السياقية للكلمات الرواية في ترتيب عشوائي. بدء تشغيل كل جملة بعرض تقديمي لكل كلمة بكلمة.
- بعد ذلك، عرض الجملة بأكملها على الشاشة لضمان فهمها الكامل. جعل المشاركين اضغط على مفتاح المسافة مع السبابة من اليد اليسرى بعد قراءة الجملة بأكملها. مدة عرض الجملة هي 5000 مللي ثانية.
ملاحظة: يتم فصل مجموعات الجمل عن بعضها البعض بواسطة مظهر ثلاثة crosshairs ("+++") لـ 2000 مللي ثانية يبدأ كل عرض تقديمي مفهوم جديد مع تقاطع تثبيت واحد ("+") الحالي لـ 500 مللي ثانية قبل وميض الكلمات الجملة. يتم تقديم كل كلمة ل500 مللي ثانية، والشاشة الفارغة في لون الخلفية بين الكلمات داخل جملة واحدة هو 300 مللي ثانية طويلة.
- إجراء تقييم الاقتناء
- لتقييم آثار التعلم على الفور وبعد مرحلة الدمج بين عشية وضحاها، تقسيم التحفيز إلى مجموعتين فرعيتين، موزعة بالتساوي عبر ظروف التحفيز وموازنة عبر المجموعة المعنية، وتشغيل مهمة التقييم مباشرة بعد بروتوكول التعلم على مجموعة فرعية واحدة، وبعد تأخير 24 ح على الآخر.
ملاحظة: تستند هذه الاستراتيجية إلى المؤلفات التي تسلط الضوء على أهمية دمج الذاكرة بين عشية وضحاها للحصول على كلمات جديدة19،20. - استخدام جميع المهام المتقدمة بالترتيب المبين في القسم 3 أعلاه لتقييم المستويات المختلفة لاكتساب الكلمات/المفاهيم. اختر ترتيب المهام لتقليل أية تأثيرات ترحيل من مهمة واحدة إلى المهمة التالية.
- للمهام 1 و 4 استخدام جداول البيانات التي سيتم تعبئتها بواسطة المواضيع (باليد أو باستخدام معالج نص أو جدول بيانات)؛ تقديم المهام الأخرى باستخدام برنامج محاكاة دقيق زمنيا.
ملاحظة: يتم تقديم كل حافز في المهام 2 و 3 ل600 مللي ثانية، مع صليب التثبيت ("+") موجودة في الفاصل الزمني بين التحفيز (1400 مللي ثانية)؛ انظر الشكل 3. أما بالنسبة للمهام الأخرى، فإن وقت الاستجابة غير محدود.
- لتقييم آثار التعلم على الفور وبعد مرحلة الدمج بين عشية وضحاها، تقسيم التحفيز إلى مجموعتين فرعيتين، موزعة بالتساوي عبر ظروف التحفيز وموازنة عبر المجموعة المعنية، وتشغيل مهمة التقييم مباشرة بعد بروتوكول التعلم على مجموعة فرعية واحدة، وبعد تأخير 24 ح على الآخر.
6 - تحليل البيانات
- إجراء تحليل البيانات باستخدام اختبارات مختلفة تقارن مجموعتين من العينات القادمة من التوزيعات المستمرة (مثل اختبار رتبة ويلكوكسون الموقعة أو اختبار مان ويتني U) أو المتوسطات (اختبار t-test ذو عينتين، إذا كان التوزيع طبيعيًا).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
وفي حين تم تحليل البيانات لمجموعة محددة من المهام، ينبغي التأكيد على أن المجموعة المتقدمة من الاختبارات والنموذج يمكن تكييفها مع مجموعة متنوعة من التجارب اللغوية النفسية. تم تحليل النتائج من حيث درجات الدقة (عدد الإجابات الصحيحة) ووقت رد الفعل (RT) باستخدام اختبار رتبة ويلكوكسون غير البارامترية الموقعة واختبار مان ويتني يو عبر المجموعات (شروط التحفيز الكاثودال والشام). وترد في الجدول 3اختلافات كبيرة في المهام داخل كل مجموعة؛ أدناه، نسلط الضوء على النتائج الرئيسية المتعلقة بالتحفيز (للاطلاع على إحصائية وصفية، انظر الجدول2).
مقارنة الأداء في مهمة القرار المعجمي بين المجموعتين (شروط التحفيز الكاثودمقابل الشام) أظهرت اختلافات في اليوم الأول بين دقة المنافسين للكلمات الزائفة: زادت الدقة بعد الكاثودال أكثر مما كانت عليه بعد الشام التحفيز (р ≤ 0.041)، مما يشير إلى انخفاض المنافسة المعجمية بعد التحفيز الكاثود. في مهمة الاعتراف، كانت دقة الكلمات الجديدة أفضل بعد الشام من بعد التحفيز الكاثود على حد سواء على كل من الأول (р ≤ 0.034) وعلى اليوم الثاني (р ≤ 0.09)، مما يشير إلى انخفاض كفاءة التعلم المعجمي بعد التحفيز. ولم تظهر أي من المهمتين اختلافات في RT بين المجموعات. وأظهرت نتائج المهام الدلالية المطابقة بين معنى شكل الرواية وشكل السطح كان أكثر نجاحا لمجموعة cathodal على الشام في اليوم الثاني فقط (р ≤ 0.011).
وفي كل مجموعة، كانت هناك اختلافات ملحوظة في درجات الدقة وأوقات رد الفعل بين دورتي التقييم. في المجموعة الشامية، كان التعرف على الكلمات الجديدة أفضل في اليوم الأول مما كان عليه في اليوم الثاني (р ≤ 0.049). في المجموعة cathodal، RT في مهمة الاعتراف كان أقصر بكثير للكلمات الرواية من لمنافسه الزائفة في اليوم الأول (р ≤ 0.042)، ولكن ليس على الثاني. وأظهرت نتائج مهمة القرار المعجمي أنه بعد التحفيز الكاثود في الأول (р ≤ 0.003) وفي اليوم الثاني (р ≤ 0.001)، كان هناك أداء أفضل للكلمات الجديدة من المنافسين الزائفة. في مجموعة الشام، ومع ذلك، لوحظ هذا التأثير في اليوم الثاني فقط (р ≤ 0.002).
الشكل 1 غرفة تجريبية. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2 إجراءات تقديم المحفزات في تسلسل التعلم السياقي. (أ) جعل مجموعات التحفيز: مجموعات من المحفزات كلمة / الزائفة. (ب) رسم تخطيطي لعرض التحفيز في كتلة التعلم السياقية. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3 موقع قطب التحفيز لمناطق فيرنيك وبروكا. اللوحة اليسرى: عرض جانبي وإسقاطات على مناطق الدماغ. مناطق الدماغ، أقطاب تخطيط كهربية الدماغ (النظام 10-20٪) المقابلة لهم، ويتم وضع علامة على المستطيلات الحمراء التي تمثل موقع الأقطاب تحفيز. يظهر القطب المرجعي في قاعدة الرقبة. اللوحة اليمنى: إسقاط القطب المحفز على تخطيط النظام EEG 10-20%. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4 معدات tDCS. (أ) محفز; (ب) المالحة؛ (C) الأقطاب الكهربائية الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
| أمثلة على الجمل |
| Наיим יаיуукам мיло неведомо такое увство как муיкелак. لم يكن لدينا الجدات يعرفون مثل هذا الشعور كما mushkelak. |
| (1111ًا) بفضل ذاكرتها الجيدة، لم تشهد ماشا أي مشكيلك. |
| هل تحتاج إلى تعليمات بشأن المنتدى؟ بعد أن حصلت على بعض الروايات، بدأت أعاني من mushkelak. |
| Секретннי ллокнот помоет реיитי такуי проллему как муיкелак. دفتر ملاحظات سري يمكن أن تساعدك على حل مشكلة mushkelak. |
| Петр устанавливал одинакове пароли, не елая оיуיатי муיкелак. بيتر دائما تعيين نفس كلمة المرور كما انه لا يريد أن يكون أي mushkelak. |
الجدول 1: أمثلة على الجمل للتعلم السياقي للكلمات الجديدة.
| تحفيز الشام | تحفيز الكاثودال | ||||
| يعني | Sd | يعني | Sd | ||
| المهمة 1: استدعاء مجاني | |||||
| اليوم الأول | دقه | 4.91 | 2.22 | 5.69 5 | 1.49 |
| اليوم الثاني | دقه | 2.53 | 2.44 | 2.84 | 2.26 |
| المهمة 2: التعرف. درجات الدقة | |||||
| اليوم الأول | كلمات جديدة | 3.06 | 0.89 | 1.96 1.96 | 1.68 1.68 |
| كلمات المنافس | 3.63 | 14 على كل شيء | 3.73 | 1.29 | |
| كلمات زائفة منافسة | 2.60 | 15:00 | 2.69 | 1.39 | |
| التحكم في الكلمات الزائفة | 3.79 | 1.32 | 3.92 | 1.41 | |
| كلمات التحكم | 4.67 | 1.05 | 4.29 | 1.16 | |
| اليوم الثاني | كلمات جديدة | 2.58 | 0.93 | 1.56 | 1.47 |
| كلمات المنافس | 4.40 | 0.74 | 4.10 | 1.39 | |
| كلمات زائفة منافسة | 3.13 | 1.25 | 3.31 | 1.00 | |
| التحكم في الكلمات الزائفة | 4.33 | 0.92 | 4.50 | 14 على كل شيء | |
| كلمات التحكم | 4.58 | 1.02 | 4.38 | 1.44 | |
| المهمة 2: التعرف. وقت رد الفعل (مللي ثانية) | |||||
| اليوم الأول | كلمات جديدة | 793 | 167 | 858 | 183 |
| كلمات المنافس | 804 | 151 | 845 | 179 | |
| كلمات زائفة منافسة | 883 | 261 | 962 | 306 | |
| التحكم في الكلمات الزائفة | 849 | 201 | 833 | 234 | |
| كلمات التحكم | 699 | 131 | 767 | 196 | |
| اليوم الثاني | كلمات جديدة | 836 | 200 | 933 | 272 |
| كلمات المنافس | 816 | 239 | 818 | 213 | |
| كلمات زائفة منافسة | 859 | 281 | 924 | 236 | |
| التحكم في الكلمات الزائفة | 818 | 280 | 866 | 265 | |
| كلمات التحكم | 734 | 212 | 817 | 234 | |
| المهمة 3: القرار المعجمي. درجات الدقة | |||||
| اليوم الأول | كلمات جديدة | 2.42 | 1.63 | 1.96 1.96 | 1.68 1.68 |
| كلمات المنافس | 4.13 | 0.78 | 4.10 | 0.90 | |
| كلمات زائفة منافسة | 3.46 | 17 على سبعة عشر | 4.02 | 1.33 | |
| التحكم في الكلمات الزائفة | 4.21 | 1.02 | 4.25 | 1.26 | |
| كلمات التحكم | 4.54 | 0.72 | 4.54 | 0.78 | |
| اليوم الثاني | كلمات جديدة | 2.04 | 1.47 | 1.56 | 1.47 |
| كلمات المنافس | 4.38 | 0.56 | 4.46 | 0.61 | |
| كلمات زائفة منافسة | 3.81 | 1.08 | 3.94 | 1.39 | |
| التحكم في الكلمات الزائفة | 4.54 | 0.78 | 4.58 | 1.28 | |
| كلمات التحكم | 4.42 | 0.72 | 4.63 | 0.71 | |
| المهمة 3: القرار المعجمي. وقت رد الفعل (مللي ثانية) | |||||
| اليوم الأول | كلمات جديدة | 817 | 244 | 921 | 248 |
| كلمات المنافس | 747 | 181 | 797 | 201 | |
| كلمات زائفة منافسة | 927 | 307 | 910 | 265 | |
| التحكم في الكلمات الزائفة | 891 | 291 | 852 | 213 | |
| كلمات التحكم | 737 | 217 | 784 | 221 | |
| اليوم الثاني | كلمات جديدة | 878 | 287 | 963 | 292 |
| كلمات المنافس | 743 | 174 | 811 | 197 | |
| كلمات زائفة منافسة | 914 | 290 | 918 | 244 | |
| التحكم في الكلمات الزائفة | 871 | 286 | 853 | 244 | |
| كلمات التحكم | 719 | 189 | 756 | 234 | |
| المهمة 4: التعريف الدلالي | |||||
| اليوم الأول | مطابقه | 1.27 | 0.75 | 1.87 | 1.45 |
| دقه | 7.97 | 4.03 | 8.71 | 5.66 5 | |
| اليوم الثاني | مطابقه | 0.52 | 0.79 | 1.39 | 1.44 |
| دقه | 2.82 | 2.73 | 5.86 | 5.74 | |
| المهمة 5: المطابقة الدلالية | |||||
| اليوم الأول | دقه | 3.16 | 0.97 | 3.18 | 1.03 |
| وقت رد الفعل (مللي ثانية) | 10914 | 3391 | 10856 | 6039 | |
| اليوم الثاني | دقه | 2.41 | 1.07 | 2.89 | 1.25 |
| وقت رد الفعل (مللي ثانية) | 8798 | 2488 | 8908 | 3419 | |
الجدول 2: إحصاءات وصفية.
| تحفيز الشام | p-القيمة | تحفيز الكاثودال | p-القيمة | |
| المهمة 1: استدعاء مجاني. درجات الدقة | ||||
| بين الأيام | درجات الدقة اليوم 1 مقابل درجات الدقة اليوم 2 | 0.001 | درجات الدقة اليوم 1 مقابل درجات الدقة اليوم 2 | <0.001 |
| المهمة 2: التعرف. درجات الدقة | ||||
| اليوم الأول | كلمات جديدة مقابل. | ─ | كلمات جديدة مقابل. | ─ |
| كلمات المنافس | 0.042 | كلمات المنافس | 0.004 | |
| التحكم في الكلمات الزائفة | 0.041 | كلمات زائفة منافسة | 0.045 | |
| كلمات التحكم | 0.001 | التحكم في الكلمات الزائفة | 0.002 | |
| ─ | ─ | كلمات التحكم | <0.001 | |
| اليوم الثاني | كلمات جديدة مقابل. | ─ | كلمات جديدة مقابل. | ─ |
| كلمات المنافس | 0.001 | كلمات المنافس | <0.001 | |
| التحكم في الكلمات الزائفة | 0.001 | كلمات زائفة منافسة | 0.001 | |
| كلمات التحكم | 0.001 | التحكم في الكلمات الزائفة | <0.001 | |
| ─ | ─ | كلمات التحكم | <0.001 | |
| بين الأيام | كلمات جديدة | 0.049 | كلمات المنافس | 0.036 |
| كلمات المنافس | 0.011 | كلمات زائفة منافسة | 0.024 | |
| كلمات زائفة منافسة | 0.034 | التحكم في الكلمات الزائفة | 0.020 | |
| التحكم في الكلمات الزائفة | 0.030 | ─ | ─ | |
| الاعتراف. وقت رد الفعل (مللي ثانية) | ||||
| اليوم الأول | كلمات جديدة مقابل. كلمات التحكم | 0.005 | كلمات جديدة مقابل. | ─ |
| كلمات زائفة منافسة | 0.042 | |||
| كلمات التحكم | 0.006 | |||
| اليوم الثاني | كلمات جديدة مقابل كلمات التحكم | 0.007 | كلمات جديدة مقابل. | ─ |
| كلمات المنافس | 0.001 | |||
| التحكم في الكلمات الزائفة | 0.045 | |||
| كلمات التحكم | 0.014 | |||
| المهمة 3: القرار المعجمي. درجات الدقة | ||||
| اليوم الأول | كلمات جديدة مقابل. | ─ | كلمات جديدة مقابل. | ─ |
| كلمات المنافس | 0.001 | كلمات المنافس | <0.001 | |
| التحكم في الكلمات الزائفة | 0.001 | كلمات زائفة منافسة | 0.003 | |
| كلمات التحكم | 0.001 | التحكم في الكلمات الزائفة | 0.001 | |
| ─ | ─ | كلمات التحكم | <0.001 | |
| اليوم الثاني | كلمات جديدة مقابل. | ─ | كلمات جديدة مقابل. | ─ |
| كلمات المنافس | 0.001 | كلمات المنافس | <0.001 | |
| كلمات زائفة منافسة | 0.002 | كلمات زائفة منافسة | 0.001 | |
| التحكم في الكلمات الزائفة | 0.001 | التحكم في الكلمات الزائفة | <0.001 | |
| كلمات التحكم | 0.001 | كلمات التحكم | <0.001 | |
| بين الأيام | لا توجد اختلافات كبيرة | ─ | التحكم في الكلمات الزائفة | 0.033 |
| قرار معجمي. وقت رد الفعل (مللي ثانية) | ||||
| اليوم الأول | كلمات جديدة مقابل. | كلمات جديدة مقابل. | ─ | |
| كلمات المنافس | 0.022 | كلمات المنافس | 0.001 | |
| كلمات زائفة منافسة | <0.001 | كلمات التحكم | 0.013 | |
| التحكم في الكلمات الزائفة | 0.033 | ─ | ─ | |
| اليوم الثاني | كلمات جديدة مقابل. | ─ | كلمات جديدة مقابل. | ─ |
| كلمات المنافس | 0.003 | كلمات المنافس | 0.003 | |
| كلمات التحكم | 0.008 | كلمات التحكم | 0.001 | |
| المهمة 4: التعريف الدلالي. درجات المطابقة والدقة | ||||
| بين الأيام | مطابقة درجات اليوم 1 مقابل مطابقة عشرات اليوم 2 | 0.001 | مطابقة درجات اليوم 1 مقابل مطابقة عشرات اليوم 2 | 0.006 |
| درجات الدقة اليوم 1 مقابل درجات الدقة اليوم 2 | 0.001 | درجات الدقة اليوم 1 مقابل درجات الدقة اليوم 2 | <0.001 | |
| المهمة 5: المطابقة الدلالية. درجات الدقة | ||||
| بين الأيام | درجات الدقة اليوم 1 مقابل درجات الدقة اليوم 2 | 0.006 | لا توجد اختلافات كبيرة | ─ |
| مطابقة دلالية. وقت رد الفعل (مللي ثانية) | ||||
| بين الأيام | وقت رد الفعل اليوم 1 مقابل وقت رد الفعل اليوم 2 | 0.002 | وقت رد الفعل اليوم 1 مقابل وقت رد الفعل اليوم 2 | 0.015 |
الجدول 3: اختلافات كبيرة في درجات الدقة وأوقات التفاعل داخل كل مجموعة (التحفيز اتّهاس الشام ية والتحفيزية). القيم الواردة بين قوسين هي متوسط الدرجات وأوقات رد الفعل.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
وتسلط النتائج الضوء على عدد قليل من النقاط الهامة التي يجب أخذها في الاعتبار عند إجراء البحوث النفسية اللغوية بشكل عام، والدراسات التي تجريها علم اللغويات العصبية على وجه الخصوص. تحفيز القشرية اللغة (تتمثل هنا في منطقة Wernicke) تنتج نمطا معقدا من النتائج السلوكية. على عكس تقنية TMS، حيث أنه من الممكن تعطيل معالجة الكلام بشكل كامل (على سبيل المثال، ما يسمى بروتوكول "اعتقال الكلام")21،تمكن هذه الطريقة من تأثير ربما أكثر تعقيدا، ومتدرج وخفية على آليات معالجة اللغة. لقد وجدنا مجموعة متنوعة من الاختلافات في كل من الدقة ووقت رد الفعل التي تباينت اختلافا كبيرا بين الظروف والاختبارات وأيام التقييم. وترد أدناه مناقشة موجزة للآثار التقنية للبروتوكول المبلغ عنه.
ولفك الارتباط بين مختلف الآثار، هناك حاجة إلى بطارية من الاختبارات المختلفة، التي يمكن أن تختبر العمليات على مستويات مختلفة من الذاكرة القصيرة والطويلة الأجل، والوصول المعجمي، والمعالجة الدلالية، وما إلى ذلك. على سبيل المثال، تشمل الآثار هنا أداء مختلف في الاستدعاء والاعتراف لأنواع التحفيز المختلفة وظروف التحفيز، مما يشير إلى آثار المنافسة المعجمية التفاضلية للعناصر الجديدة والقديمة، والآثار المتباينة لtDCS في المستويات المعجمية والدلالية. نتائجنا تؤكد حساسية المهام المستخدمة لكفاءة اكتساب كلمة جديدة على مستويات مختلفة، بما في ذلك الاعتراف، وفهم معنى كلمة واستدعاء الحرة.
وبنفس الطريقة، تتطلب حالة tDCS (على سبيل المثال، التحفيز الأنودال، الكاثود) حالة تحكم مناسبة (أو مجموعة تحكم)، والتحفيز الشامي (الوهمي) كونه خط الأساس الأنسب. على عكس التحفيز الكهربائي للقشرة الحركية، قد لا تكون الآثار دائما لا لبس فيها22، فإنها تعتمد بقوة على الاختبارات المستخدمة ، أو قد لا تظهر على الإطلاق23.
وثمة نقطة أخرى هامة جدا هي أنه لا يمكن تطبيق سوى نوع واحد من التحفيز في كل موضوع على حدة في سياق دورة تجريبية واحدة. وهذا ينطوي عادة على تصميم بين المجموعة، على سبيل المثال، مجموعة تحفيز أنودال، ومجموعة تحفيز الكاثود، ومجموعة تحكم وهمي (شام). بالنسبة للتصاميم داخل المجموعة، استخدم بروتوكول tDCS مختلف في أيام مختلفة، على الأقل 24 ساعة على حدة (في دراسات التعلم، وهذا يستتبع أيضا استخدام محفزات لغوية مختلفة في أيام مختلفة لتجنب تلوث النتائج بآثار التكرار). ويستخدم هذا التقرير تجربة للتحفيز الكاثودي لمناطق فيرنيك كمثال، ولكن تنطبق إجراءات مماثلة على الأقطاب/المواقع الأخرى.
العرض السياقي للكلمات الجديدة يوسع بشكل كبير إمكانيات الدراسة المتزامنة لاقتناء شكل الكلمة في حد ذاته ودلالاته. تقليديا، يتم دراسة هذه العمليات بشكل منفصل مع التركيز إما على الحصول على شكل كلمة جديدة أو على ارتباط معنى كلمة مألوفة مع وحدات دلالية أخرى24،25،26. ويجمع البروتوكول المقترح بين الهدفين معاً؛ ولذلك، فمن الممكن مقارنة ديناميات اكتساب مفهوم جديد على مستوى إدراك شكل الكلمة وإدراك محتوى الكلمة، وهو ما يتحقق باستخدام مجموعة شاملة من الاختبارات. والتأكيد هنا على الحاجة إلى مثل هذه المقارنة من خلال تباين ديناميات الأداء على النماذج السطحية الجديدة والتذكير والاعتراف بدلا ً من المطابقة الدلالية.
من المهم أن نتذكر الاختلافات الرئيسية بين tDCS وغيرها من أساليب تحفيز الدماغ غير الغازية، مثل TMS. وبما أنه لا توجد طريقة بسيطة لتحديد الحساسية الفردية لـ tDCS حسب تقييم العتبة، يتم تطبيق بروتوكول واحد على جميع المواضيع. من الصعب جداً تقدير منطقة التحفيز بدقة – يمكن للمرء أن يتحدث فقط عن المنطقة التقريبية/الافتراضية التي يتم تحفيزها. من الصعب أيضًا تقدير مدة تأثيرات التحفيز دون اتصال بعد إيقاف تشغيل التيار. من المفترض، لوحظت الآثار الرئيسية للتحفيز تصل إلى ساعة واحدة بعد إنهاء التحفيز. ومع ذلك، يمكن الكشف عن الآثار في بعض الأحيان حتى يوم واحد بعد التحفيز20.
ومع ذلك، بالمقارنة مع TMS، وسهولة نسبية لتطبيق tDCS، وانخفاض خطر الآثار الجانبية إلى حد كبير وعدم وجود التحف الصوتية تجعل هذا البروتوكول جذابة لدراسة وظيفة الكلام واللغة. ومن الجدير بالذكر أيضا أن الجمع بين التحفيز الكهربائي مع طرق أخرى، على سبيل المثال مع TMS، fMRI، EEG أو التدخل الدوائي، يسمح بدراسة آليات الخلايا العصبية من TDCS بمزيد من التفصيل27،28.
بما أن تحفيز tDCS غير موضعي للغاية، فمن الممكن حدوث تأثير غير محدد. ويتضح ذلك من الأدلة الموجودة، حيث قد تؤدي البروتوكولات المختلفة جدا ً أو حتى المقابلة في بعض الأحيان إلى نتائج مماثلة. قد يكون هذا بسبب التأثير العام على الوظائف والعمليات المعرفية الأخرى مثل الاهتمام, استرجاع من الذاكرة, وهلم جرا. هناك حاجة إلى بطارية متخصصة من الاختبارات للكشف عن الآثار المرتبطة بميزة لغة معينة. بعد الخطوات المقترحة لإنشاء المواد التحفيزية (التحقق من السطح أو تردد lemma من الكلمات، وطول الكلمات والجمل، وما إلى ذلك)، فمن الضروري النظر في البنية النحوية والصوتية للغة. على سبيل المثال، يمكن أن يختلف عدد الكلمات في الجملة وطول الكلمات وفقًا للحاجة الدقيقة. وبالإضافة إلى ذلك، ينبغي التحكم في الكلمات المستخدمة في التجربة لكل من التهجئة والصوت. في لغة شفافة تقويميا مثل الروسية، وهذا هو واضح نسبيا، ولكن قد يكون من الصعب الوصول إلى لغات أخرى (على سبيل المثال، الإنجليزية أو الدنماركية أو الماندرين).
تمشيا مع مجموعة من الدراسات السابقة، نجد آثار مختلفة من اكتساب مباشرة بعد كتلة التعلم وبعد النوم بين عشية وضحاها، والذي يسلط الضوء على آثار توطيد بين عشية وضحاها. الأهم من ذلك، نجد أيضا اختلافات المجموعة (الشام مقابل الكاثود) في اليوم الثاني. ومن المقبول عموما أن التأثير المادي لتحفيز القشرة قصيرة الأمد نسبيا، على ترتيب دقائق لعدة ساعات. وهذا يعني أن الآثار المعرفية التي تحققت خلال مرحلة التحفيز العابر يتم الحفاظ عليها مع ذلك على مدى فترة أطول، وبالتالي قد تستخدم لتعديل الحصول على الكلمات ومعالجتها في البيئات العملية. ومن الواضح أن مجالات اللغة الأساسية في بروكا وفيرنيك لا تشارك فقط في وظيفة اللغة؛ اعتماد البروتوكول المذكور أعلاه ممكن لأي منطقة من الدماغ، في حين لا تزال هناك حاجة إلى بطارية من الاختبارات النفسية اللغوية ضبطها لأغراض تجريبية محددة لتقييم تأثير التحفيز على سمة لغوية عصبية محددة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
وليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.
Acknowledgments
بدعم من RF عقد المنح ة الحكومية رقم 14.W03.31.0010. ونود أن نشكر كاتارينا بيريكوفا وألكسندر كيرسانوف على دعمهما في إعداد هذا المنشور. ونحن ممتنون لأولغا شيرباكوفا ومارغريتا فيليبوفا على مساعدتهما في اختيار الحوافز، وأناستاسيا سافرونوفا وبافيل إينوزيمسيف على مساعدتهما في إنتاج مواد الفيديو.
References
- Sebastian, R., Tsapkini, K., Tippett, D. C. Transcranial direct current stimulation in post stroke aphasia and primary progressive aphasia: Current knowledge and future clinical applications. Neuro Rehabilitation. 39 (1), 141-152 (2016).
- Antal, A., et al. Low intensity transcranial electric stimulation: Safety, ethical, legal regulatory and application guidelines. Clinical Neurophysiology. 128 (9), 1774-1809 (2017).
- Lefaucheur, J. P., et al. Evidence-based guidelines on the therapeutic use of transcranial direct current stimulation (tDCS). Clinical Neurophysiology. 128 (1), 56-92 (2017).
- Priori, A. Brain polarization in humans: a reappraisal of an old tool for prolonged non-invasive modulation of brain excitability. Clinical Neurophysiology. 114 (4), 589-595 (2003).
- Shah, P. P., Szaflarski, J. P., Allendorfer, J., Hamilton, R. H. Induction of neuroplasticity and recovery in post-stroke aphasia by non-invasive brain stimulation. Frontiers in Human Neuroscience. 7, 888 (2013).
- Nitsche, M. A., et al. Modulation of cortical excitability by weak direct current stimulation--technical, safety and functional aspects. Supplements to Clinical Neurophysiology. 56, 255-276 (2003).
- Fridriksson, J., Richardson, J. D., Baker, J. M., Rorden, C. Transcranial direct current stimulation improves naming reaction time in fluent aphasia: a double-blind, sham-controlled study. Stroke. 42 (3), 819-821 (2011).
- Flöel, A., et al. Short-term anomia training and electrical brain stimulation. Stroke. 42 (7), 2065-2067 (2011).
- Hamilton, R. H., Chrysikou, E. G., Coslett, B. Mechanisms of aphasia recovery after stroke and the role of noninvasive brain stimulation. Brain and Language. 118 (1-2), 40-50 (2011).
- Shtyrov, Y. Neural bases of rapid word learning. The Neuroscientist. 18 (4), (2012).
- Davis, M. H., Di Betta, A. M., Macdonald, M. J. E., Gaskell, M. G. Learning and Consolidation of Novel Spoken Words. Journal of Cognitive Neuroscience. 21 (4), 803-820 (2009).
- Villamar, M. F., et al. Technique and Considerations in the Use of 4x1 Ring High-definition Transcranial Direct Current Stimulation (HD-tDCS). Journal of Visualized Experiments. (77), (2013).
- Oldfield, R. C. The assessment and analysis of handedness: the Edinburgh inventory. Neuropsychologia. 9 (1), 97-113 (1971).
- Rodd, J. M., et al. Learning new meanings for old words: effects of semantic relatedness. Memory & Cognition. 40 (7), 1095-1108 (2012).
- Quiroga, R. Q., Fried, I., Koch, C.
- Mason, R. A., Prat, C. S., Just, M. A. Neurocognitive brain response to transient impairment of Wernicke's area. Cerebral Cortex (New York, N.Y.: 1991). 24 (6), 1474-1484 (2014).
- Chatrian, G. E., Lettich, E., Nelson, P. L. Modified nomenclature for the "10%" electrode system. Journal of Clinical Neurophysiology. 5 (2), 183-186 (1988).
- Nishitani, N., Schürmann, M., Amunts, K., Hari, R. Broca's Region: From Action to Language. Physiology. 20 (1), 60-69 (2005).
- Dumay, N., Gareth Gaskell, M. Overnight lexical consolidation revealed by speech segmentation. Cognition. 123 (1), 119-132 (2012).
- Landi, N., et al. Neural representations for newly learned words are modulated by overnight consolidation, reading skill, and age. Neuropsychologia. 111, 133-144 (2018).
- Tarapore, P. E., et al. Language mapping with navigated repetitive TMS: Proof of technique and validation. NeuroImage. 82, 260-272 (2013).
- Jacobson, L., Koslowsky, M., Lavidor, M. tDCS polarity effects in motor and cognitive domains: a meta-analytical review. Experimental Brain Research. 216 (1), 1-10 (2012).
- Malyutina, S., et al. Modulating the interhemispheric balance in healthy participants with transcranial direct current stimulation: No significant effects on word or sentence processing. Brain and Language. 186, 60-66 (2018).
- Geranmayeh, F., Leech, R., Wise, R. J. S. Semantic retrieval during overt picture description: Left anterior temporal or the parietal lobe? Neuropsychologia. 76, 125-135 (2015).
- Lambon Ralph, M. A., Pobric, G., Jefferies, E. Conceptual knowledge is underpinned by the temporal pole bilaterally: convergent evidence from rTMS. Cerebral Cortex (New York, N.Y.: 1991). 19 (4), 832-838 (2009).
- Mueller, S. T., Seymour, T. L., Kieras, D. E., Meyer, D. E. Theoretical Implications of Articulatory Duration, Phonological Similarity, and Phonological Complexity in Verbal Working Memory. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition. 29 (6), 1353-1380 (2003).
- Bachtiar, V., Near, J., Johansen-Berg, H., Stagg, C. J. Modulation of GABA and resting state functional connectivity by transcranial direct current stimulation. eLife. 4, e08789 (2015).
- Márquez-Ruiz, J., et al. Transcranial direct-current stimulation modulates synaptic mechanisms involved in associative learning in behaving rabbits. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (17), 6710-6715 (2012).
