Name: Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) obszarów Wernickego i Broki w badaniach nad uczeniem się języków obcych i przyswajaniem słów (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-07-13T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 49 s
Description: Poznaj metodę tDCS do badania roli obszarów kory mózgowej w uczeniu się słów. Protokół obejmuje stymulację obszarów Wernickego i Broki oraz kompleksową ocenę behawioralną wyników.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Wspierane przez umowę o dotację rządową RF No.14.W03.31.0010. Pragniemy podziękować Ekatarinie Perikovej i Alexandrowi Kirsanovowi za ich wsparcie w przygotowaniu tej publikacji. Jesteśmy wdzięczni Oldze Szczerbakowej i Margaricie Filippowej za pomoc w doborze bodźców oraz Anastazji Safronowej i Pavlowi Inozemcewowi za pomoc w produkcji materiałów wideo.

Wszystkie procedury zostały zatwierdzone przez lokalną komisję etyki badań Uniwersytetu Państwowego w Sankt Petersburgu, po uzyskaniu zgody od wszystkich uczestników.
UWAGA: Wszyscy uczestnicy muszą podpisać świadomą zgodę i wypełnić kwestionariusz, aby potwierdzić brak jakichkolwiek przeciwwskazań do stymulacji tDCS (patrz Technika i Rozważania w Stosowaniu Przezczaszkowej Stymulacji Prądem Stałym o Wysokiej Rozdzielczości 4 x 1 (HD-tDCS) autorstwa Willamara i współpracowników12) oraz w celu zgromadzenia innych danych istotnych dla badania, takich jak ostrość wzroku, dane demograficzne, doświadczenie językowe i ręczność. W tym drugim przypadku zalecana jest przełomowa praca Oldfielda13.
1. Tematy i środowisko eksperymentalne
<ol>
	<li>W typowym eksperymencie językowym upewnij się, że wszyscy badani są praworęczni i nie mają zapisów deficytów językowych, zaburzeń neurologicznych lub psychiatrycznych. Ich język ojczysty i dwujęzyczność/wielojęzyczność muszą być kontrolowane.</li>
	<li>Wszystkie pomiary należy przeprowadzać w komorze dźwiękoszczelnej lub przynajmniej wyciszonej. Izolacja akustyczna jest bardzo ważna, ponieważ wszelkie obce dźwięki, hałas, ludzka mowa itp. mogą znacząco wpłynąć na wydajność, a tym samym wpłynąć na dane (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 1).</li>
	<li>Aby uniknąć zakłóceń spowodowanych niepotrzebnym kontaktem tester-eksperymentator, wewnątrz komory należy umieścić tylko ekran, słuchawki/głośniki i wszelkie urządzenia wejściowe (klawiatura, przyciski). Utrzymuj pełną interakcję z eksperymentatorem przez interkom, chyba że wymagany jest kontakt osobisty.</li>
	<li>Użyj następujących optymalnych parametrów, opartych na rozbudowanym pilotażu, dla koloru tła i rozmiaru czcionki: szary kolor tła (RGB: 125, 125, 125), kolor tekstu (RGB: 0; 0; 0), krój czcionki Arial, rozmiar 27.</li>
	<li>Aby zmniejszyć opóźnienia i zakłócenia w prezentacji wizualnej, użyj karty graficznej i monitora o częstotliwości odświeżania 100 Hz i wyższej.</li>
	<li>Aby zmierzyć czas reakcji, użyj padów responsywnych klasy badawczej, które mają lepszą ergonomię i bardziej precyzyjne wyczucie czasu w porównaniu z konwencjonalnymi klawiaturami.</li>
</ol>
2. Przygotowanie bodźca
<ol>
	<li>Wybierz słowa z danego języka, które są kontrolowane pod kątem czasu trwania, częstotliwości leksykalnej i ogólnej struktury (aby uniknąć podstawowego wpływu właściwości bodźca powierzchniowego na przetwarzanie wyższego poziomu). Tutaj wszystkie podstawowe słowa miały długość ośmiu fonemów/liter i składały się z trzech sylab o strukturze CVCCVCVC (gdzie C to spółgłoska, a V to samogłoska).</li>
	<li>Aby utworzyć wiele list, podziel słowa na zestawy, które nie powinny różnić się statystycznie (mierzone np. testami t) pod względem lematu, bigramu i/lub trygramu, a także częstotliwości sylabicznej. Można je uzyskać z psycholingwistycznych baz danych specyficznych dla danego języka; tu wykorzystano Rosyjski Korpus Narodowy (http://www.ruscorpora.ru/en/). W tym przypadku jeden zestaw został użyty do stworzenia (poprzez modyfikację) ortograficznie podobnych nowych słów i pseudosłów, drugi zestaw do tworzenia niepowiązanych pseudosłów kontrolnych, a kolejny zestaw był używany jako niepowiązane słowa kontrolne (<silna klasa = "xfig">Rysunek 2A). Doprowadziło to do powstania pięciu zestawów po 10 elementów każdy (w sumie 50 bodźców). Zmodyfikuj te procedury zgodnie z dokładnymi wymaganiami eksperymentalnymi.</li>
	<li>Aby zminimalizować wpływ form powierzchniowych na nowo nabytą semantykę, należy zrównoważyć zestawy w całej próbie badanej, tak aby odgrywały różne role eksperymentalne dla różnych podmiotów.</li>
	<li>Twórz nowatorskie formy wyrazowe tak, aby były zgodne z zasadami fonologii i fonotaktyki oraz przypominały istniejące słowa pod względem struktury ortograficznej i fonologicznej. 
	UWAGA: Aby upewnić się, że nowe słowa mogą konkurować z istniejącymi słowami, obecne procedury zostały oparte na tych opracowanych w serii eksperymentów przez Gaskella i współpracowników11,14 i miały na celu utrzymanie stabilnych początków słów (CVCCV-), jednocześnie zmieniając ich przesunięcia (-CVC) w różnych elementach zestawu. Oznacza to, że zachowaliśmy pierwsze dwie sylaby istniejącego słowa i zmieniliśmy ostateczną sylabę tak, że powstała nowa, wcześniej nieznana nowa forma słowa (np. mandarynka -> mandanal*, gdzie ostatni kod CVC został pobrany z innego słowa na liście, cardinal, w celu utworzenia nowego elementu).</li>
	<li>Powtórz procedurę opisaną powyżej, aby utworzyć tyle nowych form słownych, ile potrzeba. Na potrzeby obecnej demonstracji stworzyliśmy listy nowych form słownych do nauczenia się i podobnych niewyuczonych pseudosłów (np. mandarynka -> mandanal*, mandaket*, wszystkie trzy potencjalnie wchodzące w rywalizację leksykalną po nauczeniu się, jako sąsiedzi), a także dalsze listy kontrolne prawdziwych słów i nowych pseudosłów, które nie mają tego podobieństwa, a zatem nie wywołałyby konkurencji leksykalnej z głównymi bodźcami (np. okrągły, muskenalny*; W całym tekście używane są rosyjskie przykłady, transliterowane z cyrylicy na alfabet łaciński dla łatwiejszego zrozumienia).</li>
</ol>
3. Bodźce zdaniowe do kontekstowego uczenia się semantycznego
<ol>
	<li>Twórz nowe znaczenia, które będą kojarzone z nowymi słowami w procesie uczenia się. Mogą to być wymyślone, przestarzałe lub rzadkie przedmioty lub koncepcje, które nie występują w ojczystym języku lub kulturze badanych.</li>
	<li>Do kontekstowego uczenia się nowej semantyki zalecane są procedury używane przez Mestrez-Misse i współpracowników15. Stwórz kilka unikalnych zdań, które opisują sytuacje, dzięki którym można zrozumieć znaczenie każdego z nowatorskich słów (np. "Aby kontrolować owady w średniowieczu, ludzie używali mandaket"). Użyj sekwencji takich zdań dla każdego z nowych słów (tutaj w sumie 5 zdań na słowo) i stopniowo odkrywaj znaczenie każdego nowego pojęcia od bardziej ogólnego do bardziej szczegółowego kontekstu sentencjalnego.</li>
	<li>Przedstawiaj nowe słowa idealnie w ich formie słownikowej (tj. bez odmiany, np. mianownik lub biernik liczby pojedynczej w języku rosyjskim), tak aby forma powierzchniowa nie była różnie odmieniana w różnych zdaniach (tabela 1), chyba że wymagane jest również poznanie reguły fleksji.</li>
	<li>Kontroluj i równoważ długość zdań i liczbę słów między warunkami. Tutaj każde zdanie składało się z 8 słów. Zawsze umieszczaj nowe słowa na końcu zdań. Takie rozmieszczenie pozwala na gromadzenie niezbędnych informacji kontekstowych (co więcej, pozwala to na implementację tego projektu, w razie potrzeby, w warunkach EEG lub MEG w celu rejestrowania wywołanych reakcji mózgu zdemaskowanych przez dalsze bodźce słowne).</li>
	<li>Prezentuj zdania specyficzne dla słów w podblokach specyficznych dla słów, stopniowo ujawniając znaczenie każdego nowego słowa, bez przeplatania lub losowania zdań związanych z różnymi nowymi słowami.</li>
	<li>Losowo uporządkuj kolejność podbloków w całej grupie tematycznej. Prezentacja zdań słowo po słowie jest zalecana, jeśli używana jest modalność wizualna.</li>
	<li>Określ interwał między bodźcami na podstawie określonych właściwości bodźca, aby umożliwić ich wygodną prezentację (<silna klasa="xfig">Rysunek 2B); upewnij się, że oddzielasz różne podbloki dodatkowymi odstępami i rób regularne przerwy.</li>
</ol>
4. Zadania do oceny przyswajania nowych form wyrazowych i nowych znaczeń
UWAGA: Użyj kilku zadań, aby ocenić różne poziomy przyswojenia i zrozumienia zarówno powierzchownych form słownych, jak i semantyki leksykalnej. W niniejszym protokole stosuje się pięć zadań: swobodne przywoływanie, rozpoznawanie wskazówek, decyzja leksykalna, definicja semantyczna i dopasowanie semantyczne. Zadania są stosowane w kolejności, w jakiej są wymienione poniżej, co zostało zoptymalizowane w celu zmniejszenia przenoszenia między kolejnymi zadaniami.
<ol>
	<li>W zadaniu polegającym na swobodnym przypominaniu poproś każdego uczestnika, aby odtworzył tyle nowych form słownych, ile był w stanie zapamiętać, wpisując je do przygotowanego arkusza kalkulacyjnego. Instrukcja jest następująca: "Proszę zapisać w kolumnie wszystkie nowe słowa, które pamiętasz".</li>
	<li>Uwzględnij te same bodźce w rozpoznawaniu i decyzji leksykalnej (odpowiednio drugie i trzecie zadanie) i stosuj tę samą szybkość prezentacji.
	<ol>
		<li>Zadania te obejmują wszystkie elementy (nowe słowa, prawdziwe słowa konkurencyjne, z których pochodzą nowe słowa, niewytrenowani konkurenci pseudosłowni pochodzący od tych samych prawdziwych słów, niepowiązane pseudosłowa kontrolne i niepowiązane istniejące słowa kontrolne).</li>
		<li>W zadaniu rozpoznawania skorzystaj z następującej instrukcji: "Słowa zostaną przedstawione sekwencyjnie. Naciśnij przycisk "1" środkowym palcem lewej ręki, jeśli napotkałeś to słowo podczas eksperymentu, lub naciśnij "2" palcem wskazującym lewej ręki, jeśli tego nie zrobiłeś. Zmodyfikuj kodowanie odpowiedzi, dłoń i palce zgodnie z własnymi wymaganiami.</li>
		<li>Instrukcja do zadania decyzji leksykalnej brzmi: "Zostaną Ci przedstawione kolejno prawdziwe i bezsensowne słowa. Naciśnij "1" środkowym palcem lewej ręki, jeśli słowo ma sens, lub naciśnij "2" palcem wskazującym lewej ręki, jeśli nie ma sensu. Zmodyfikuj je w razie potrzeby.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Użyj zadania definicji semantycznej, aby oszacować nabycie nowego znaczenia i zgodność między znaczeniem a formą powierzchniową.
	<ol>
		<li>Daj uczestnikom listę wyuczonych przedmiotów (tj. tych, które zostały zaprezentowane wcześniej w fazie uczenia się) wraz z powyższą instrukcją: "Oto lista nowych słów, które zostały Ci przedstawione wcześniej. Spróbuj zdefiniować każdy z nich i wpisz ich definicje do arkusza kalkulacyjnego".</li>
		<li>Aby ocenić kompletność i dokładność podanych definicji, należy zaangażować niezależnych ekspertów w celu oceny odpowiedzi; zgodność między ekspertami można sprawdzić za pomocą np. współczynnika zgodności Kendalla (W).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Użyj zadania dopasowania semantycznego, aby ocenić przyswojenie semantyki poprzez wyraźne powiązania między nowo poznanymi formami słów a ich znaczeniami w uproszczony sposób.
	<ol>
		<li>Skorzystaj z poniższej instrukcji: "Zostanie ci przedstawione słowo i trzy definicje. Należy wybrać jedną poprawną definicję dla każdego słowa, naciskając odpowiedni przycisk". Tylko jedna z definicji jest poprawna, a dwie pozostałe odpowiadają pozostałym nowym elementom. Oprócz trzech opcjonalnych definicji, zalecane są również opcje "nic z tego" i/lub "nie jestem pewien".</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
5. Procedury
<ol>
	<li>Upewnij się, że stymulacja tDCS poprzedza zadanie behawioralne, które ma modulować.
	<ol>
		<li>Obszar Wernickego. 
		UWAGA: Umiejscowienie elektrody stymulującej, które najlepiej odpowiada obszarowi Wernickego, to CP5 zgodnie z rozszerzonym międzynarodowym systemem 10-20 dla EEG16,17.
		<ol>
			<li>Aby zlokalizować to miejsce w przypadku braku nasadki elektrody, postępuj zgodnie ze standardowymi procedurami systemu 10-20.</li>
			<li>Zmierz głowę taśmą od wlotu do nasion i zanotuj środek tej odległości. Następnie zmierz odległość od lewego punktu przedusznego do prawego punktu przedusznego i zaznacz punkt przecięcia dwóch pomiarów.</li>
			<li>Aby znaleźć lokalizację CP5, zmierz 30% odległości między punktami przedusznymi od punktu krzyżowego w dół lewej półkuli i zaznacz go. Zmierz 10% odległości między wcięciem a nasionem od zaznaczonego punktu do tyłu głowy. Ten punkt to lokalizacja CP5 dla elektrody aktywnej (<silna klasa="xfig">Rysunek 3).</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Okolica Broki 
		UWAGA: Najbliżej obszaru Broki znajduje się elektroda F5 site18 według systemu 10-20.
		<ol>
			<li>W przypadku braku czepka EEG należy postępować zgodnie ze standardowymi procedurami systemu 10-20, aby znaleźć i oznaczyć punkt skrzyżowania między punktami przedusznymi, jak opisano powyżej.</li>
			<li>Aby znaleźć lokalizację F5, zmierz 20% odległości między wcięciem a nasionem od punktu krzyżowania się do przodu głowy. Zmierz 30% odległości między punktami przedusznymi od ostatnio zaznaczonego punktu w dół lewej półkuli. Punkt ten odpowiada położeniu F5 dla elektrody aktywnej (<silna klasa="xfig">Rysunek 3).</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Lokalizacje homologiczne w prawej półkuli: w przypadku homologów prawej półkuli obszarów Wernickego i Broki należy zastosować te same procedury, co powyżej, z wyjątkiem pomiaru odległości od linii środkowej po prawej stronie skóry głowy. Lokalizacje elektrod to: CP6 dla homologu RH Wernickego i F6 dla homologu Broca.</li>
		<li>Używaj elektrod gąbczastych o wymiarach 5 cm x 5 cm, ponieważ ten rozmiar jest dobrym kompromisem między stymulacją ogniskową (która powoduje większe podrażnienie i dyskomfort) a większymi elektrodami, które nie mają ogniskowości. Namocz elektrody w roztworze soli fizjologicznej na 5 minut przed aplikacją.</li>
		<li>Aby zminimalizować wpływ stymulacji na inne obszary mózgu, umieść elektrodę referencyjną u podstawy szyjki po lewej (prawej dla homologów) stronie (patrz <silna klasa="xfig">Rysunek 3 i <silna klasa="xfig">Rysunek 4). Używaj również elektrod gąbczastych o wymiarach 5 cm x 5 cm. 
		UWAGA: Szczególną uwagę należy zwrócić na zapobieganie rozprzestrzenianiu się roztworu poza granice strefy aplikacji elektrody. Należy zachować szczególną ostrożność, aby otaczający obszar elektrody był suchy.</li>
		<li>Aby uzyskać optymalną stymulację katodową, używaj prądu 1,5 mA przez 15 minut. Na początku prąd stopniowo wzrasta od 0 do 1,5 mA w ciągu 30 s, a pod koniec stymulacji spada z powrotem do zera w ciągu 30 s.</li>
		<li>W przypadku stymulacji anodowej należy zastosować tę samą procedurę, co stymulację katodową, z wyjątkiem odwrócenia polaryzacji, a elektrody anodowej umieszcza się w miejscu aktywnym, podczas gdy katodę stosuje się jako elektrodę odniesienia znajdującą się poza obszarem skóry głowy.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Stymulacja pozorowana
	<ol>
		<li>Procedurę stymulacji pozorowanej należy wykonać na ogół tak, jak opisano powyżej, z wyjątkiem tego, że prąd jest stosowany tylko na krótko na początku i na końcu sesji pozorowanej. W tym celu, podczas pierwszych i ostatnich 30 sekund sesji, należy zastosować impuls elektryczny o kształcie trójkąta o maksymalnej wartości 1,5 mA, zgodnie z niniejszym protokołem.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Główne zadanie behawioralne: kontekstowe uczenie się semantyczne
	<ol>
		<li>Prezentuj zestawy ze zdaniami kontekstowymi dla nowych słów w losowej kolejności. Rozpocznij każde zdanie od prezentacji słowo po słowie.</li>
		<li>Następnie wyświetl całe zdanie na ekranie, aby zapewnić jego pełne zrozumienie. Poproś uczestników, aby nacisnęli spację palcem wskazującym lewej ręki po przeczytaniu całego zdania. Czas prezentacji zdania wynosi 5000 ms. 
		UWAGA: Zestawy zdań są oddzielone od siebie pojawieniem się trzech krzyżyków ("+++") przez 2000 ms. Każda nowa prezentacja koncepcji rozpoczyna się od pojedynczego krzyżyka fiksacji ("+") obecnego przez 500 ms przed miganiem słów zdania. Każde słowo prezentowane jest przez 500 ms, a pusty ekran w kolorze tła pomiędzy słowami w obrębie jednego zdania ma długość 300 ms.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Procedura oceny nabycia
	<ol>
		<li>Aby ocenić efekty uczenia się zarówno natychmiast, jak i po etapie konsolidacji przez noc, podziel zestaw bodźców na dwa podzbiory, równomiernie rozłożone w warunkach bodźca i zrównoważone w całej grupie badanej, a następnie uruchom zadanie oceny natychmiast po protokole uczenia się na jednym podzbiorze i po 24-godzinnym opóźnieniu na drugim. 
UWAGA: Ta strategia opiera się na literaturze, która podkreśla znaczenie nocnej konsolidacji pamięci dla przyswajania nowych słów19,20.</li>
		<li>Wykorzystaj wszystkie opracowane zadania w kolejności opisanej w sekcji 3 powyżej, aby ocenić różne poziomy przyswajania słów/pojęć. Wybierz kolejność zadań, aby zminimalizować wszelkie skutki przeniesienia z jednego zadania do następnych.</li>
		<li>W przypadku zadań 1 i 4 użyj arkuszy kalkulacyjnych do wypełnienia według tematów (ręcznie lub za pomocą procesora tekstu lub arkusza kalkulacyjnego); przedstaw pozostałe zadania za pomocą oprogramowania do symulacji precyzyjnej czasowo. 
		UWAGA: Każdy bodziec w zadaniach 2 i 3 jest prezentowany przez 600 ms, z krzyżem fiksacyjnym ("+") obecnym w interwale międzybodźcowym (1400 ms); zobacz Rysunek 3. W przypadku innych zadań czas reakcji nie jest ograniczony.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
6. Analiza danych
<ol>
	<li>Przeprowadź analizę danych za pomocą różnych testów porównujących dwa zestawy próbek pochodzących z rozkładów ciągłych (takich jak test rang ze znakiem Wilcoxona lub test U Manna-Whitneya) lub mediany (test t dla dwóch prób, jeśli rozkład jest normalny).</li>
</ol>

<ol><li>Sebastian, R., Tsapkini, K., Tippett, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+direct+current+stimulation+in+post+stroke+aphasia+and+primary+progressive+aphasia%3A+Current+knowledge+and+future+clinical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Neuro+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Transcranial direct current stimulation in post stroke aphasia and primary progressive aphasia: Current knowledge and future clinical applications.</a> Neuro Rehabilitation. 39 (1), 141-152 (2016).</li>
<li>Antal, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+intensity+transcranial+electric+stimulation%3A+Safety%2C+ethical%2C+legal+regulatory+and+application+guidelines%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Low intensity transcranial electric stimulation: Safety, ethical, legal regulatory and application guidelines.</a> Clinical Neurophysiology. 128 (9), 1774-1809 (2017).</li>
<li>Lefaucheur, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence-based+guidelines+on+the+therapeutic+use+of+transcranial+direct+current+stimulation+%28tDCS%29%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Evidence-based guidelines on the therapeutic use of transcranial direct current stimulation (tDCS).</a> Clinical Neurophysiology. 128 (1), 56-92 (2017).</li>
<li>Priori, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+polarization+in+humans%3A+a+reappraisal+of+an+old+tool+for+prolonged+non-invasive+modulation+of+brain+excitability%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Brain polarization in humans: a reappraisal of an old tool for prolonged non-invasive modulation of brain excitability.</a> Clinical Neurophysiology. 114 (4), 589-595 (2003).</li>
<li>Shah, P. P., Szaflarski, J. P., Allendorfer, J., Hamilton, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Induction+of+neuroplasticity+and+recovery+in+post-stroke+aphasia+by+non-invasive+brain+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Induction of neuroplasticity and recovery in post-stroke aphasia by non-invasive brain stimulation.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 7, 888(2013).</li>
<li>Nitsche, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulation+of+cortical+excitability+by+weak+direct+current+stimulation--technical%2C+safety+and+functional+aspects%5BTitle%5D)+AND+%22Supplements+to+Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Modulation of cortical excitability by weak direct current stimulation--technical, safety and functional aspects.</a> Supplements to Clinical Neurophysiology. 56, 255-276 (2003).</li>
<li>Fridriksson, J., Richardson, J. D., Baker, J. M., Rorden, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+direct+current+stimulation+improves+naming+reaction+time+in+fluent+aphasia%3A+a+double-blind%2C+sham-controlled+study%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Transcranial direct current stimulation improves naming reaction time in fluent aphasia: a double-blind, sham-controlled study.</a> Stroke. 42 (3), 819-821 (2011).</li>
<li>Flöel, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Short-term+anomia+training+and+electrical+brain+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Short-term anomia training and electrical brain stimulation.</a> Stroke. 42 (7), 2065-2067 (2011).</li>
<li>Hamilton, R. H., Chrysikou, E. G., Coslett, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+aphasia+recovery+after+stroke+and+the+role+of+noninvasive+brain+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+and+Language%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of aphasia recovery after stroke and the role of noninvasive brain stimulation.</a> Brain and Language. 118 (1-2), 40-50 (2011).</li>
<li>Shtyrov, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+bases+of+rapid+word+learning%5BTitle%5D)+AND+%22The+Neuroscientist%22%5BJournal%5D)">Neural bases of rapid word learning.</a> The Neuroscientist. 18 (4), (2012).</li>
<li>Davis, M. H., Di Betta, A. M., Macdonald, M. J. E., Gaskell, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Learning+and+Consolidation+of+Novel+Spoken+Words%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cognitive+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Learning and Consolidation of Novel Spoken Words.</a> Journal of Cognitive Neuroscience. 21 (4), 803-820 (2009).</li>
<li>Villamar, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Technique+and+Considerations+in+the+Use+of+4x1+Ring+High-definition+Transcranial+Direct+Current+Stimulation+%28HD-tDCS%29%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Technique and Considerations in the Use of 4x1 Ring High-definition Transcranial Direct Current Stimulation (HD-tDCS).</a> Journal of Visualized Experiments. (77), (2013).</li>
<li>Oldfield, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+assessment+and+analysis+of+handedness%3A+the+Edinburgh+inventory%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychologia%22%5BJournal%5D)">The assessment and analysis of handedness: the Edinburgh inventory.</a> Neuropsychologia. 9 (1), 97-113 (1971).</li>
<li>Rodd, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Learning+new+meanings+for+old+words%3A+effects+of+semantic+relatedness%5BTitle%5D)+AND+%22Memory+%26+Cognition%22%5BJournal%5D)">Learning new meanings for old words: effects of semantic relatedness.</a> Memory & Cognition. 40 (7), 1095-1108 (2012).</li>
<li>Quiroga, R. Q., Fried, I., Koch, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+cells+for+grandmother%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+American%22%5BJournal%5D)">Brain cells for grandmother.</a> Scientific American. 308 (2), 30-35 (2013).</li>
<li>Mason, R. A., Prat, C. S., Just, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurocognitive+brain+response+to+transient+impairment+of+Wernicke%27s+area%5BTitle%5D)+AND+%22Cerebral+Cortex+%28New+York%2C+N.Y.%3A+1991%29%22%5BJournal%5D)">Neurocognitive brain response to transient impairment of Wernicke's area.</a> Cerebral Cortex (New York, N.Y.: 1991). 24 (6), 1474-1484 (2014).</li>
<li>Chatrian, G. E., Lettich, E., Nelson, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modified+nomenclature+for+the+%2210%25%22+electrode+system%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Modified nomenclature for the "10%" electrode system.</a> Journal of Clinical Neurophysiology. 5 (2), 183-186 (1988).</li>
<li>Nishitani, N., Schürmann, M., Amunts, K., Hari, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Broca%27s+Region%3A+From+Action+to+Language%5BTitle%5D)+AND+%22Physiology%22%5BJournal%5D)">Broca's Region: From Action to Language.</a> Physiology. 20 (1), 60-69 (2005).</li>
<li>Dumay, N., Gareth Gaskell, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Overnight+lexical+consolidation+revealed+by+speech+segmentation%5BTitle%5D)+AND+%22Cognition%22%5BJournal%5D)">Overnight lexical consolidation revealed by speech segmentation.</a> Cognition. 123 (1), 119-132 (2012).</li>
<li>Landi, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+representations+for+newly+learned+words+are+modulated+by+overnight+consolidation%2C+reading+skill%2C+and+age%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychologia%22%5BJournal%5D)">Neural representations for newly learned words are modulated by overnight consolidation, reading skill, and age.</a> Neuropsychologia. 111, 133-144 (2018).</li>
<li>Tarapore, P. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Language+mapping+with+navigated+repetitive+TMS%3A+Proof+of+technique+and+validation%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Language mapping with navigated repetitive TMS: Proof of technique and validation.</a> NeuroImage. 82, 260-272 (2013).</li>
<li>Jacobson, L., Koslowsky, M., Lavidor, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((tDCS+polarity+effects+in+motor+and+cognitive+domains%3A+a+meta-analytical+review%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">tDCS polarity effects in motor and cognitive domains: a meta-analytical review.</a> Experimental Brain Research. 216 (1), 1-10 (2012).</li>
<li>Malyutina, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulating+the+interhemispheric+balance+in+healthy+participants+with+transcranial+direct+current+stimulation%3A+No+significant+effects+on+word+or+sentence+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+and+Language%22%5BJournal%5D)">Modulating the interhemispheric balance in healthy participants with transcranial direct current stimulation: No significant effects on word or sentence processing.</a> Brain and Language. 186, 60-66 (2018).</li>
<li>Geranmayeh, F., Leech, R., Wise, R. J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Semantic+retrieval+during+overt+picture+description%3A+Left+anterior+temporal+or+the+parietal+lobe%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychologia%22%5BJournal%5D)">Semantic retrieval during overt picture description: Left anterior temporal or the parietal lobe?</a> Neuropsychologia. 76, 125-135 (2015).</li>
<li>Lambon Ralph, M. A., Pobric, G., Jefferies, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conceptual+knowledge+is+underpinned+by+the+temporal+pole+bilaterally%3A+convergent+evidence+from+rTMS%5BTitle%5D)+AND+%22Cerebral+Cortex+%28New+York%2C+N.Y.%3A+1991%29%22%5BJournal%5D)">Conceptual knowledge is underpinned by the temporal pole bilaterally: convergent evidence from rTMS.</a> Cerebral Cortex (New York, N.Y.: 1991). 19 (4), 832-838 (2009).</li>
<li>Mueller, S. T., Seymour, T. L., Kieras, D. E., Meyer, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theoretical+Implications+of+Articulatory+Duration%2C+Phonological+Similarity%2C+and+Phonological+Complexity+in+Verbal+Working+Memory%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Psychology%3A+Learning%2C+Memory%2C+and+Cognition%22%5BJournal%5D)">Theoretical Implications of Articulatory Duration, Phonological Similarity, and Phonological Complexity in Verbal Working Memory.</a> Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition. 29 (6), 1353-1380 (2003).</li>
<li>Bachtiar, V., Near, J., Johansen-Berg, H., Stagg, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulation+of+GABA+and+resting+state+functional+connectivity+by+transcranial+direct+current+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22eLife%22%5BJournal%5D)">Modulation of GABA and resting state functional connectivity by transcranial direct current stimulation.</a> eLife. 4, e08789(2015).</li>
<li>Márquez-Ruiz, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+direct-current+stimulation+modulates+synaptic+mechanisms+involved+in+associative+learning+in+behaving+rabbits%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Transcranial direct-current stimulation modulates synaptic mechanisms involved in associative learning in behaving rabbits.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (17), 6710-6715 (2012).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Wyniki wskazują na kilka ważnych punktów, które należy wziąć pod uwagę podczas prowadzenia badań psycholingwistycznych w ogóle, a w szczególności badań neurolingwistycznych tDCS. Stymulacja kory językowej (czego przykładem jest obszar Wernickego) wytwarza złożony wzorzec wyników behawioralnych. W przeciwieństwie do techniki TMS, w której możliwe jest całkowite zakłócenie przetwarzania mowy (np. tzw. protokół "aresztowania mowy")21, metoda ta umożliwia możliwie bardziej złożony, stopniowany i subte...

Neurobiologiczne mechanizmy funkcjonowania ludzkiego języka są nadal słabo poznane. Ta wyjątkowa cecha neurokognitywna, będąca podstawą naszych zdolności komunikacyjnych, odgrywa szczególnie ważną rolę w naszym życiu osobistym i społeczno-gospodarczym. Wszelkie deficyty wpływające na mowę i język są niszczące dla osób cierpiących na nie i kosztowne dla społeczeństwa. Jednocześnie w klinice procedury leczenia deficytów mowy (takich jak afazja) pozostają nieoptymalne, między innymi ze względu na słabe zrozumienie związanych z tym mechanizmów neurobiologicznych1. W badaniach naukowych niedawne pojawienie się i szybki rozwój metod neuroobrazowania doprowadziły do wielu odkryć opisujących wzorce aktywacji; Często jednak nadal brakuje dowodów przyczynowych. Co więcej, obszary językowe mózgu są zlokalizowane nieco nieoptymalnie dla zastosowania głównych podejść neurostymulacji, które mogą dostarczyć dowodów przyczynowych, przede wszystkim techniki przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS). Podczas gdy protokół TMS offline, taki jak stymulacja theta burst, może powodować ból ze względu na bliskość mięśni do punktu stymulacji, protokoły TMS "online" mogą wprowadzać artefakty dźwiękowe ze stymulacji, co jest niepożądane ze względu na zakłócenia w prezentacji bodźców językowych2. Mimo że TMS jest szeroko stosowany w badaniach językowych pomimo takich niedogodności, mile widzianą alternatywą mogą być inne metody stymulacji, w szczególności przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS). W ostatnich latach tDCS odnotował niezwykły wzrost wykorzystania ze względu na jego dostępność, łatwość użytkowania, względne bezpieczeństwo i często dość uderzające wyniki3. Mimo że dokładne mechanizmy leżące u podstaw wpływu tDCS na aktywność neuronalną nie są w pełni zrozumiałe, główny nurt poglądu jest taki, że przynajmniej przy niskich poziomach intensywności (zwykle 1-2 mA przez 15-60 min) nie powoduje on żadnego pobudzenia lub hamowania neuronalnego per se, ale zamiast tego moduluje spoczynkowy potencjał transbłonowy w stopniowany sposób w kierunku de- lub hiperpolaryzacji. przesuwanie progów pobudzenia w górę lub w dół, a tym samym sprawianie, że układ nerwowy jest mniej lub bardziej podatny na modulacje przez inne zdarzenia, bodźce, stany lub zachowania4,5. Podczas gdy większość zgłoszonych do tej pory aplikacji koncentrowała się na funkcjach motorycznych6 i/lub deficytach układu motorycznego, coraz częściej stosuje się je do funkcji poznawczych wyższego poziomu i ich odpowiednich niepełnosprawności. Nastąpił wzrost jego zastosowania do mowy i języka, głównie w badaniach mających na celu odzyskanie afazji poudarowej7,8,9, mimo że do tej pory prowadził do mieszanych wyników w odniesieniu do potencjału terapeutycznego, miejsc stymulacji i półkul oraz optymalnej polaryzacji prądu. Ponieważ badania te, a w szczególności zastosowanie tDCS w neurobiologii poznawczej prawidłowych funkcji językowych, są wciąż w powijakach, kluczowe jest nakreślenie procedur stymulacji przynajmniej rdzenia kory językowej (przede wszystkim obszarów Wernickego i Broki) za pomocą tDCS, co jest jednym z głównych celów niniejszego raportu.
Tutaj rozważymy zastosowanie tDCS w obszarach językowych w eksperymencie nauki słów. Ogólnie rzecz biorąc, przypadek uczenia się słów jest tutaj traktowany jako jeden z przykładów eksperymentu neurolingwistycznego, a część procedury tDCS nie powinna ulec znaczącym zmianom w przypadku innych typów eksperymentów językowych ukierunkowanych na te same obszary. Korzystamy jednak z tej okazji, aby podkreślić również główne rozważania metodologiczne w eksperymencie akwizycji słów jako takim, co jest drugim głównym celem obecnego opisu protokołu. Mechanizmy mózgowe leżące u podstaw przyswajania słów – wszechobecna ludzka zdolność leżąca u podstaw naszej umiejętności komunikacji językowej – pozostają w dużej mierze nieznane10. Sytuację komplikuje fakt, że istniejąca literatura różni się znacznie pod względem tego, w jaki sposób protokoły eksperymentalne promują przyswajanie słów, w kontroli parametrów stymulacji oraz w zadaniach wykorzystywanych do oceny efektów uczenia się (patrz np. Davis et al.11). Poniżej opisujemy protokół, który wykorzystuje wysoce kontrolowane bodźce i tryb prezentacji, zapewniając jednocześnie naturalistyczne, oparte na kontekście przyswajanie nowego słownictwa. Ponadto korzystamy z obszernego zestawu zadań, aby ocenić wyniki behawioralne na różnych poziomach, zarówno bezpośrednio po nauczeniu się, jak i po nocnym etapie konsolidacji. Jest to połączone z pozorowanym i katodowym tDCS obszarów językowych (szczególny przykład podajemy za pomocą stymulacji obszaru Wernickego), które mogą dostarczyć dowodów przyczynowych na leżące u podstaw procesy i mechanizmy neuronalne.

przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tdcs) obszarów wernickego i broki w badaniach nad uczeniem się języków obcych i przyswajaniem słów

Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) of Wernicke's and Broca's Areas in Studies of Language Learning and Word Acquisition

Język jest bardzo ważną, ale słabo poznaną funkcją ludzkiego mózgu. Podczas gdy badania nad wzorcami aktywacji mózgu podczas rozumienia języka są obfite, często krytycznie brakuje dowodów przyczynowych na zaangażowanie obszarów mózgu w określoną funkcję językową, nie tylko ze względu na unikalną ludzką naturę tej zdolności i niedobór narzędzi neurofizjologicznych do nieinwazyjnego badania związków przyczynowych w ludzkim mózgu. W ostatnich latach obserwuje się gwałtowny wzrost wykorzystania przezczaszkowej stymulacji prądem stałym (tDCS) ludzkiego mózgu, łatwej, niedrogiej i bezpiecznej nieinwazyjnej techniki, która może modulować stan stymulowanego obszaru mózgu (przypuszczalnie poprzez przesunięcie progów pobudzenia/hamowania), umożliwiając badanie jego szczególnego wkładu w określone funkcje. Chociaż koncentruje się głównie na kontroli motorycznej, stosowanie tDCS staje się coraz bardziej powszechne zarówno w podstawowych, jak i klinicznych badaniach nad wyższymi funkcjami poznawczymi, w tym językiem, ale procedury jego stosowania pozostają zmienne. W tym miejscu opisujemy zastosowanie tDCS w psycholingwistycznym eksperymencie uczenia się słów. Przedstawiamy techniki i procedury stosowania stymulacji katodowej i anodowej podstawowych obszarów językowych Broki i Wernickego w lewej półkuli mózgu człowieka, opisujemy procedury tworzenia zrównoważonych zestawów bodźców psycholingwistycznych, kontrolowany, ale naturalistyczny reżim uczenia się oraz kompleksowy zestaw technik oceny efektów uczenia się i efektów tDCS. Jako przykład zastosowania tDCS pokazujemy, że stymulacja katodowa obszaru Wernickego przed sesją uczenia się może wpływać na efektywność uczenia się słów. Wpływ ten jest zarówno obecny bezpośrednio po uczeniu się, jak i, co ważne, utrzymuje się przez dłuższy czas po ustąpieniu fizycznych efektów stymulacji, co sugeruje, że tDCS może mieć długoterminowy wpływ na pamięć i reprezentacje językowe w ludzkim mózgu.

Choć dane analizowano pod kątem konkretnego zestawu zadań, należy podkreślić, że opracowany zestaw testów oraz paradygmat można dostosować do wielu różnych eksperymentów psycholingwistycznych. Wyniki analizowano pod kątem wskaźników dokładności (liczba poprawnych odpowiedzi) oraz czasu reakcji (RT), stosując nieparametryczny test znaków Wilcoxona oraz test U Manna-Whitneya w porównaniach między grupami (warunki stymulacji katodowej i pozorowanej). Istotne różnice dla zadań w obrębie każde...

Tutaj opisujemy protokół korzystania z przezczaszkowej stymulacji prądem stałym w eksperymentach psycho- i neurolingwistycznych mających na celu zbadanie, w naturalistyczny, ale w pełni kontrolowany sposób, roli obszarów korowych ludzkiego mózgu w uczeniu się słów oraz kompleksowy zestaw procedur behawioralnych do oceny wyników.

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) obszarów Wernickego i Broki w badaniach nad uczeniem się języków obcych i przyswajaniem słów

Language is a highly important yet poorly understood function of the human brain. While studies of brain activation patterns during language comprehension ...

W tym filmie opisujemy prosty, efektywny czasowo i kosztowo protokół wykorzystania przezczaszkowej stymulacji prądem stałym w eksperymentach psycho- i neurolingwistycznych mających na celu zbadanie w naturalistyczny, ale w pełni kontrolowany sposób roli obszarów korowych ludzkiego mózgu w uczeniu się słów oraz kompleksowy zestaw procedur behawioralnych do oceny wyników. Język jest bardzo ważną, ale słabo poznaną funkcją ludzkiego mózgu. Podczas gdy badania nad wzorcami aktywacji mózgu podczas rozumienia języka są obfite, często krytycznie brakuje dowodów przyczynowych na zaangażowanie obszarów mózgu w określoną funkcję, nie tylko ze względu na unikalną ludzką naturę tej zdolności oraz niedobór narzędzi neurofizjologicznych do nieinwazyjnego badania związków przyczynowych w mózgu.W ostatnich latach obserwuje się gwałtowny wzrost wykorzystania przezczaszkowej stymulacji prądem stałym lub tDCS, która jest łatwą, niedrogą i bezpieczną nieinwazyjną techniką, która może modulować stan stymulowanego obszaru mózgu, co prawdopodobnie robi poprzez przesuwanie progów pobudzenia i hamowania, a tym samym umożliwia badanie jego szczególnego wkładu w określone funkcje. W tym miejscu opiszemy zastosowanie tDCS w psycholingwistycznym eksperymencie uczenia się słów. W tym miejscu rozważymy zastosowanie tDCS w obszarach językowych w eksperymencie nauki słów.Ogólnie rzecz biorąc, przypadek uczenia się słów jest tutaj traktowany jako jeden z przykładów eksperymentu neurolingwistycznego, a część procedury tDCS nie powinna ulec znaczącym zmianom w przypadku innych typów eksperymentów językowych, które są ukierunkowane na te same obszary. Korzystamy jednak z tej okazji, aby zwrócić uwagę na główne rozważania metodologiczne w eksperymencie akwizycji słowa jako takim, który jest drugim głównym celem niniejszego raportu. Ważne jest, aby uzyskać wszystkie prawne i etyczne pozwolenia na badania na ludziach, które są wymagane przez lokalne przepisy.W naszym badaniu pozwolenie zostało udzielone przez Komisję Etyki Badań Naukowych Uniwersytetu w Sankt Petersburgu. Wszystkie pomiary należy wykonywać w kamerze dźwiękoszczelnej lub przynajmniej wyciszonej. Izolacja akustyczna jest bardzo ważna, ponieważ wszelkie obce dźwięki, hałas, ludzka mowa i tak dalej mogą znacząco wpłynąć na wydajność, a tym samym wpłynąć na dane.Aby uniknąć zakłóceń spowodowanych niepotrzebnym kontaktem z eksperymentatorem, wewnątrz aparatu należy umieszczać tylko ekran, słuchawki lub głośniki oraz wszelkie urządzenia wejściowe, takie jak klawiatura lub przyciski. Interakcja z eksperymentatorem powinna odbywać się przez interkom, chyba że wymagany jest kontakt osobisty. Optymalnymi parametrami do prezentacji tekstu jest tekst na szarym tle.Używamy czcionki o rozmiarze Arial 27. Aby zmniejszyć opóźnienia i zakłócenia w prezentacji wizualnej, zalecamy użycie karty graficznej i monitora o częstotliwości odświeżania 100 Hz i wyższej. Aby zmierzyć czas reakcji, użyj padów reakcyjnych klasy badawczej, które są ergonomiczne i bardziej precyzyjne w porównaniu z konwencjonalnymi klawiaturami.Wybraliśmy słowa w języku rosyjskim, które były kontrolowane pod kątem ich długości i ogólnej struktury, aby uniknąć podstawowego wpływu właściwości powierzchni na przetwarzanie na wyższym poziomie. Aby stworzyć wiele list, podzieliliśmy słowo na zestawy, które nie różniły się statystycznie pod względem częstotliwości występowania sylabi. Zostało to ustalone za pomocą testów T.Nowatorskie formy wyrazowe zostały stworzone przez transpozycję alternatywnych sylab w każdym zestawie słów. Tak więc nowe słowa przypominały istniejące słowa pod względem budowy ortograficznej i fonologicznej. W rezultacie stworzyliśmy listę form słów do nauczenia się oraz listę podobnych, nienauczonych pseudosłów z jednego zestawu istniejących słów.Wszystkie trzy typy bodźców, które dzieliły ten sam zestaw, potencjalnie weszłyby zatem w leksykalną rywalizację jako sąsiedzi po etapie uczenia się. Przygotowano również dalszą listę kontrolną słów i pseudosłów, które nie miały tego podobieństwa. Zestawy były równoważone wokół grup badanych w taki sposób, że odgrywały różne role eksperymentalne, aby zminimalizować jakikolwiek wpływ formy powierzchniowej na nowo nabytą semantykę.Stworzyliśmy również nowe znaczenia związane z nowymi słowami w procesie uczenia się. Składały się one z przestarzałych lub realnych pojęć, których nie było w języku uczestników. Na potrzeby kontekstowego uczenia się nowej semantyki stworzyliśmy pięć zdań dla każdej z nowych koncepcji opisujących sytuacje, dzięki którym można było zrozumieć znaczenie nowych słów stopniowo od ogólnego do bardziej szczegółowego kontekstu.Nowe słowa zostały przedstawione w ich podstawowej formie. Długość zdań i liczba słów były kontrolowane i balansowano między warunkami. Każde zdanie składało się z ośmiu słów zgodnie z minimalną długością zdań w języku rosyjskim, które pozwalają zrozumieć kontekst.Czytając te zdania, możesz zrozumieć, że cyrkulacja to rodzaj negatywnego uczucia, które pojawia się, gdy musisz zapamiętać zbyt wiele haseł ze swoich kont. Aby ocenić przyswajanie i rozumienie form wyrazowych i semantyki, używamy kilku zadań: swobodnego przypominania, rozpoznawania wskazówek, decyzji leksykalnych, definicji semantycznej i oceny semantycznej. W zadaniu polegającym na swobodnym przypominaniu uczestnicy musieli odtworzyć tyle nowych form słownych, ile byli w stanie zapamiętać, wpisując je do przygotowanego arkusza kalkulacyjnego.W zadaniach rozpoznawania i decyzji leksykalnych wykorzystano te same bodźce i szybkość prezentacji, różniąc się jedynie instrukcjami. Przedmioty były prezentowane sekwencyjnie i losowo. W zadaniu rozpoznawania uczestnicy musieli nacisnąć przycisk jeden, jeśli napotkali słowo podczas eksperymentu lub nacisnąć dwa, jeśli tego nie zrobili.W decyzji leksykalnej musieli nacisnąć przycisk jeden, jeśli przedstawiano to, co miało sens, lub nacisnąć dwa, jeśli nie miało to sensu. Zadania semantyczne posłużyły do oszacowania nabywania znaczeń normalnych oraz zgodności między tym znaczeniem a formą powierzchniową. W zadaniu definicji semantycznej uczestnicy otrzymują listę elementów, które zostały zaprezentowane wcześniej w fazie uczenia się.Powinni spróbować zdefiniować każdy z nich i wpisać ich definicje do arkusza kalkulacyjnego. W zadaniu oceny semantycznej uczestnikom przedstawiono słowo i trzy definicje. Powinni wybrać jedną poprawną definicję dla każdego słowa, naciskając odpowiedni przycisk.Tylko jedna z definicji była poprawna. Ponadto sugerujemy nie dołączanie żadnej z tych opcji lub nie jestem pewien. Przezczaszkowa stymulacja elektryczna prądem stałym, tDCS, generuje neuromodulacje oraz aktywność spontaniczną i neuronalną.W zależności od orientacji komórek w stosunku do prądu, potencjał błonowy może być nieznacznie przesunięty w kierunku hiperpolaryzacji. Na przykład w przypadku układu ruchowego dzieje się to podczas stymulacji anodowej lub depolaryzacji w przypadku stymulacji katodowej. Ta zmiana w pobudliwości neuronalnej doprowadzi do różnych tymczasowych zmian w funkcjonowaniu mózgu, w tym w funkcjach motorycznych, sensorycznych i poznawczych wysokiego poziomu.W tym miejscu rozważymy zastosowanie tDCS w obszarach językowych, takich jak obszary człowieka Wernickego i Broki w eksperymencie uczenia się słów. Ważne jest, aby pamiętać o głównej różnicy między tDCS a innymi nieinwazyjnymi metodami stymulacji mózgu, takimi jak przezczaszkowa stymulacja magnetyczna, po pierwsze, ponieważ nie ma prostszego sposobu określenia wrażliwości na tDCS za pomocą oceny progowej, dla wszystkich badanych stosuje się jeden protokół. Po drugie, bardzo trudno jest dokładnie oszacować obszar stymulacji.Można mówić tylko o obszarze hipotetycznym. Po trzecie, trudno jest również oszacować czas trwania efektów stymulacji offline. Przypuszczalnie główny efekt stymulacji obserwuje się do godziny po zakończeniu stymulacji.Jednak efekt stymulacji można czasami wykryć nawet jeden dzień po stymulacji. Istnieją trzy rodzaje stymulacji: katodowa, z elektrodą katodową nad obszarem docelowym, anodowa, z anodą nad obszarem docelowym oraz placebo lub stymulacja pozorowana. Użyj elektrod gąbczastych o wymiarach pięć na pięć centymetrów.Elektrody należy namoczyć w roztworze soli fizjologicznej na pięć minut przed aplikacją. Aby zminimalizować wpływ stymulacji na inne obszary mózgu, umieść elektrodę anodową u podstawy szyi po prawej stronie. Używamy elektrod gąbczastych o wymiarach dwa na pięć centymetrów.Szczególną uwagę należy zwrócić na to, aby nie dopuścić do rozprzestrzenienia się roztworu poza granice strefy aplikacji elektrody. Należy zachować szczególną ostrożność, aby otaczający obszar elektrody był suchy. Optymalnym protokołem stymulacji katodowej jest stymulacja prądem o natężeniu jednego miliampera przez 10 minut.Po pierwsze, prąd wzrasta do jednego miliampera w ciągu pierwszych 20 sekund, a pod koniec stymulacji spada do zera w ciągu ostatnich 20 sekund stymulacji. Zestawy ze zdaniami kontekstowymi zawierającymi nowe słowa są prezentowane w losowej kolejności. Każde zdanie zaczyna się od prezentacji słowo po słowie.Następnie na ekranie pojawia się całe zdanie, aby zapewnić jego pełne zrozumienie. Uczestnicy muszą nacisnąć wskazany przycisk odpowiedzi palcem wskazującym lewej ręki po przeczytaniu całego zdania. Lewa ręka służy do zmniejszania zakłóceń spowodowanych błędami językowymi lewej półkuli.Czas prezentacji zdania to pięć sekund. Następnie na środku ekranu na 500 milisekund pojawia się celownik i zaczyna się następne zdanie. Zestawy zdań są oddzielone od siebie pojawieniem się trzech krzyżyków na dwie sekundy.Każda nowa prezentacja koncepcyjna rozpoczyna się od kolejnego celownika obecnego przez 500 milisekund przed miganiem słów zdania. Każde słowo jest prezentowane przez 500 milisekund, pusty ekran i kolor tła między słowami w jednym zdaniu przez 300 milisekund. Użyliśmy zestawu różnych testów, ponieważ wpływ tDCS na przetwarzanie języka nie jest dobrze znany.Aby ocenić efekty uczenia się zarówno natychmiast, jak i po etapie konsolidacji w ciągu nocy, zalecamy podzielenie zestawu bodźców na dwa podzbiory, równomiernie rozłożone w warunkach bodźca i zrównoważone w całej grupie badanej. Zadania oceny przeprowadzamy natychmiast po protokole uczenia się i po 24-godzinnym opóźnieniu. Protokół ten umożliwia analizę danych przy użyciu różnych testów porównujących dwa zestawy próbek pochodzących z rozkładów ciągłych o równych medianach, takich jak test Wilcoxa i sumy rang lub test U Manna-Whitneya, lub mediany do testu T próby, jeśli rozkład jest normalny.W każdej grupie wystąpiły znaczące różnice w wynikach dokładności i czasie reakcji między dwiema sesjami oceny. W grupie pozorowanej rozpoznawanie nowych słów było istotnie lepsze pierwszego dnia niż drugiego. W grupie katodowej opóźnienie czasu reakcji w zadaniu rozpoznawania było znacznie szybsze dla nowych słów niż dla konkurencyjnych pseudosłów pierwszego dnia, ale nie dla drugiego.Wyniki leksykalnego zadania decyzyjnego wykazały, że po stymulacji katodowej zarówno w pierwszym, jak i drugim dniu wyniki były istotnie lepsze dla nowych słów niż dla konkurentów pseudosłów. Jednak w grupie pozorowanej efekt ten był istotny dopiero drugiego dnia. tDCS kory językowej, której przykładem jest obszar Wernickego, wytwarza złożony wzorzec wyników behawioralnych.Kontekstowa prezentacja nowych słów po tDCS znacznie rozszerza możliwości jednoczesnego badania akwizycji formy słowa jako takiej i jej semantyki. Aby rozdzielić różne efekty, potrzebna jest bateria różnych testów, które mogą testować procesy na różnych poziomach pamięci krótko- i długotrwałej, dostępu leksykalnego, przetwarzania semantycznego i tak dalej. Efekty poznawcze osiągnięte podczas fazy przejściowej stymulacji utrzymują się przez dłuższy czas i dlatego mogą być ewentualnie wykorzystane do modulowania przyswajania i przetwarzania słów w warunkach praktycznych.

transcranial-direct-current-stimulation-tdcs-wernicke-s-broca-s-areas

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) jest uznaną techniką modulacji pobudliwości kory mózgowej1,2. Ze względu na wpływ na plastyczność kory, łatwość obsługi oraz profil bezpieczeństwa, metoda ta jest wykorzystywana jako narzędzie badawcze w neuronauce. Jednym z obszarów, w którym tDCS wykazuje obiecujące wyniki, jest łagodzenie bólu 3-5.

Pozycjonowanie i montaż elektrod w przezczaszkowej stymulacji prądem stałym

Źródło: Pope, P. A. Modulowanie funkcji poznawczych za pomocą przezczaszkowej stymulacji móżdżku prądem stałym. J. Vis. Exp. (2015)Ten film pokazuje wpływ katodowego tDCS na funkcje poznawcze poprzez modulację aktywności neuronalnej w móżdżku. Przedstawiono w nim kroki podawania tDCS, wykonywania zadań poznawczych i analizowania jego wpływu na pamięć roboczą.

Przezczaszkowa stymulacja móżdżku prądem stałym w celu modulacji funkcji poznawczych u ludzi

Źródło: Chen, W., et al. Określanie lokalizacji stymulacji za pomocą digitizera 3D z przezczaszkową stymulacją prądem stałym o wysokiej rozdzielczości. J. Vis. Exp. (2019 rok)Ten film przedstawia procedurę dostarczania przezczaszkowej stymulacji prądem stałym w wysokiej rozdzielczości (HD-tDCS) poprzez dokładne pozycjonowanie elektrod za pomocą systemu 10-10, mapowanie ich lokalizacji za pomocą digitizera 3D i zastosowanie stymulacji w celu modulacji aktywności neuronalnej w docelowym regionie...

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym o wysokiej rozdzielczości w celu aktywacji docelowego obszaru mózgu

Badamy zastosowanie powtarzalnej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (rTMS) w celu poprawy zdolności językowych u pacjentów z przewlekłym udarem mózgu i niepłynną afazją.  Po zidentyfikowaniu miejsca w prawym zakręcie czołowym dla każdego pacjenta, które optymalnie reaguje na stymulację, celujemy w to miejsce podczas dziesięciu dni leczenia rTMS.

Wykorzystanie powtarzalnej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej w celu poprawy funkcji językowych u pacjentów po udarze mózgu z przewlekłą afazją niepłynną

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) jest techniką nieinwazyjnej stymulacji mózgu. Z powodzeniem stosuje się go w badaniach podstawowych i warunkach klinicznych do modulowania funkcji mózgu u ludzi. W artykule opisano implementację tDCS i jednoczesnego funkcjonalnego obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (fMRI) w celu zbadania neuronalnych podstaw efektów tDCS.

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym i jednoczesne funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) nad móżdżkiem wywiera odległy wpływ na korę przedczołową, która może modulować funkcje poznawcze i wydajność. Zostało to zademonstrowane za pomocą dwóch zadań przetwarzania informacji o różnym stopniu złożoności, przy czym tylko katodowy tDCS poprawiał wydajność, gdy zadanie było trudne, ale nie łatwe.

Modulacja funkcji poznawczych za pomocą przezczaszkowej stymulacji móżdżku prądem stałym

Ten manuskrypt zawiera zaktualizowany protokół zdalnego nadzoru, który umożliwia udział w badaniach klinicznych nad przezczaszkową stymulacją prądem stałym (tDCS) podczas otrzymywania sesji leczenia z domu. Protokół został z powodzeniem wdrożony pilotażowo zarówno u pacjentów ze stwardnieniem rozsianym, jak i chorobą Parkinsona.

Zdalnie nadzorowana przezczaszkowa stymulacja prądem stałym: aktualne informacje na temat bezpieczeństwa i tolerancji

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) jest techniką terapeutyczną proponowaną do leczenia chorób psychicznych. Model zwierzęcy jest niezbędny do zrozumienia konkretnych zmian biologicznych wywoływanych przez tDCS. Ten protokół opisuje model myszy tDCS, który wykorzystuje przewlekle wszczepioną elektrodę.

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) u myszy

Przedstawiono protokół poprawy pamięci za pomocą przezczaszkowej stymulacji prądem stałym (tDCS) ukierunkowanej na grzbietowo-boczne kory przedczołowej i tylnej kory ciemieniowej, jako główne węzły korowe w sieci hipokampowo-korowej. Protokół został dobrze oceniony w badaniach z udziałem zdrowych uczestników i ma również zastosowanie w badaniach nad starzeniem się i demencją.

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) w celu poprawy pamięci

Ten protokół opisuje metodę umieszczania elektrod sterowanych neuronami do ogniskowej, przezczaszkowej stymulacji prądem stałym (tDCS) podawanej podczas funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI).

Neuronavigated Zogniskowana przezczaszkowa stymulacja prądem stałym podawana podczas funkcjonalnego rezonansu magnetycznego

To badanie przedstawia nowatorski protokół przezczaszkowej stymulacji prądem stałym (tDCS) w połączeniu ze stymulacją poznawczą w celu rozwiązania problemu pourazowego zaniedbania połowiczno-przestrzennego. Wstępne dane uzyskane od pacjenta pilotażowego zapewniają wykonalność procedury i sugerują potencjalną skuteczność, stanowiąc podstawę dla przyszłego, równoległego, potrójnie ślepego, kontrolowanego badania klinicznego.

Randomizowane, potrójnie ślepe i równolegle kontrolowane badanie przezczaszkowej stymulacji prądem stałym w rehabilitacji poznawczej po udarze mózgu

Poznaj metodę tDCS do badania roli obszarów kory mózgowej w uczeniu się słów. Protokół obejmuje stymulację obszarów Wernickego i Broki oraz kompleksową ocenę behawioralną wyników.

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) obszarów Wernickego i Broki w badaniach nad uczeniem się języków obcych i przyswajaniem słów (Wideo) | JoVE Journal

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) obszarów Wernickego i Broki w badaniach nad uczeniem się języków obcych i przyswajaniem słów

Przeglądaj więcej filmów