Summary
La stimulation magnétique transcrânienne (TMS) s'est avéré être un outil utile pour étudier le rôle de moteur articulatoire cortex dans la perception de la parole. Cet article décrit comment enregistrer les potentiels évoqués moteurs (MPE) dans les muscles des lèvres et la façon de perturber la représentation de la lèvre du moteur en utilisant le TMS répétitives.
Abstract
La stimulation magnétique transcrânienne (TMS) s'est avéré être un outil utile pour étudier le rôle de moteur articulatoire cortex dans la perception de la parole. Les chercheurs ont utilisé une impulsion unique et répétitif TMS pour stimuler la représentation de la lèvre dans le cortex moteur. L'excitabilité de la représentation motrice de la lèvre peut être étudiée par l'application d'impulsions de TMS unique sur cette zone corticale et enregistrer moteur induite par TMS-potentiels évoqués (MPE) via des électrodes placées sur les muscles des lèvres (de électromyographie; EMG). Grandes députés reflètent augmentation de l'excitabilité corticale. Des études ont montré que l'excitabilité augmente pendant l'écoute de la parole ainsi que pendant le visionnement des mouvements liés à la parole. TMS peuvent également être utilisés pour perturber la représentation sous forme de moteur à lèvres. Un train de 15 min de basse fréquence inférieure au seuil de stimulation répétée a été montré pour supprimer excitabilité motrice pour une nouvelle 15-20 min. Cette perturbation TMS-induite de la représentation de la lèvre postérieure du moteur altèreperformance dans des tâches exigeantes de perception de la parole et module les réponses auditif-cortex de sons de la parole. Ces résultats sont cohérents avec l'idée que le cortex moteur contribue à la perception de la parole. Cet article décrit comment localiser la représentation de la lèvre dans le cortex moteur et la façon de définir l'intensité de la stimulation appropriée pour réaliser à la fois une impulsion unique et des expériences de TMS répétitives.
Introduction
perception de la parole est une compétence exigeant qui nécessite un encodage de signaux sonores entrants complexes et très variables. S'il est incontestable que le cortex auditif joue un rôle essentiel dans le traitement de la parole, si les régions motrices qui contrôlent les mouvements des articulateurs (par exemple lèvres) lors de la production de la parole contribuent également à perception de la parole reste un sujet d'enquête et un débat scientifique 1 - 5. L'idée que les représentations motrices sont impliqués dans la perception de la parole n'est pas nouvelle. Selon la théorie de moteur de Liberman de perception de la parole 6,7 l'auditeur perçoit discours en simulant les gestes articulatoires "destinés" du haut-parleur. TMS s'est avéré être un outil puissant pour étudier le rôle putatif du cortex moteur articulatoire pendant la perception de la parole (pour une revue, voir 8). Cet article se concentre sur la stimulation de la représentation motrice de la lèvre en utilisant une impulsion unique ettechniques de TMS répétitives.
Simple impulsion TMS a fourni un moyen très efficace d'enquêter sur le lien entre le cortex moteur et le traitement de la parole 8-10. Impulsions de TMS simples appliquées au cortex moteur primaire (M1) suscitent potentiels évoqués moteurs (c.-à-MPE) dans le muscle cible controlatéral qui peut être enregistrée par électromyographie (EMG). Les députés enregistrées par les muscles de la main (premier interosseux dorsal; IDE) de pointe d'environ 24 ms après l'impulsion, alors que les députés enregistrées dans les muscles des lèvres (orbicularis oris; OO) de pointe d'environ 15 ms après l'impulsion (voir la figure 1). Cela reflète des différences dans la distance du cortex moteur aux lèvres et les muscles de la main; la voie cortico-bulbaire pour les lèvres est plus courte que la voie de cortico-spinal pour les mains. L'intensité de l'impulsion nécessaire pour provoquer un député diffère considérablement entre les participants, ce qui s'explique probablement différences neuroanatomiques et différences dans le crâne epaisseur 11. L'amplitude de la MEP est dépendant de l'état fonctionnel du système de moteur, avec des impulsions d'une intensité constante induire grandes eurodéputés lorsque le muscle cible est contracté par rapport à lorsque le muscle est détendu. Mesures MEP fournissent un moyen précis de localisation des représentations corticales des différents muscles de chaque participant ainsi que la normalisation de l'intensité de TMS entre les sujets. Cette méthode fournit également une mesure directe (MEP amplitude) de l'excitabilité moteur par rapport à une variable indépendante d'intérêt. Par exemple, des études de TMS impulsion unique ont montré que la stimulation de la lèvre-représentation induit députés grandes (augmentation de l'excitabilité) lors de l'écoute de la parole et la visualisation des mouvements de lèvres liés à la parole 10,12,13. Un PET combinée et une impulsion unique de TMS étude ont montré que l'excitabilité du système moteur de la parole au cours auditif perception de la parole est modulé en partie par l'activité dans l'postérieure gauche gyrus frontal inférieur 14.
Alors que pour une impulsion unique TMS peut démontrer les changements dans l'excitabilité du système moteur pendant perception de la parole, il n'indique pas si le cortex moteur contribue au traitement de la parole. TMS répétitives (SMTr) peuvent être utilisés pour induire une perturbation temporaire (c'est à dire "une lésion virtuelle») dans le cortex moteur 15. Cette «lésion virtuelle" approche permet l'étude de la perception de la parole pendant la perturbation contrôlée à court terme à un domaine d'intervention du système de moteur. Les lésions «virtuels» causées par TMS réels diffèrent de lésions chez des patients qui portent souvent les régions corticales généralisées menant à la réorganisation fonctionnelle du cerveau au cours du temps. Études sur des patients comparent habituellement le comportement des patients à un groupe de contrôle et fournissent rarement connaissance de la performance avant le coup / lésion. En utilisant SMTr il est possible d'étudier la capacité d'un participant pour effectuer spar conséquent, les tâches de perception Peech avec et sans perturbations de moteur et, d'examiner si ces perturbations contribuent à la performance.
Sous-seuil SMTr à basse fréquence peuvent être utilisés pour perturber la représentation de la lèvre du moteur temporairement et il a été utilisé pour étudier le rôle de la cortex moteur articulatoire en perception de la parole 16-18. Dans ces expériences, des séquences d'impulsions monophasiques ont été utilisés car il a été démontré monophasiques rTMS à basse fréquence d'être plus efficace dans la diminution de l'excitabilité corticale par rapport à la rTMS biphasiques 19. La taille de députés enregistrées des lèvres diminue après un train de 15 min de sous-seuil impulsions de TMS monophasique appliqués à des taux inférieurs à 1 Hz dire excitabilité motrice est supprimée 18. Cette perturbation induite par SMTr altère également les auditeurs de la capacité de percevoir catégoriquement continua acoustique comprise entre deux sons de la parole qui diffèrent en place d'articulation (par exemple «ba & #39; vs «da» et «pa 'vs' ta '). La performance altéré après interruption de la lèvre de cortex moteur suggère que le système de moteur contribue à la perception de la parole. Perturbation de la représentation motrice de la main n'a pas d'effet sur la perception catégorielle des sons de la parole. Ces résultats sont cohérents avec les résultats précédents montrant que la SMTr à basse fréquence appliquées aux cortex prémoteur altère la performance dans une tâche de discrimination phonétique lors de l'utilisation des syllabes présentées dans le bruit par rapport à une tâche de contrôle de la discrimination de couleur assortie en difficulté, la structure de la tâche et le type de réponse de 20. Ces études démontrent que la SMTr est un moyen extrêmement efficace d'explorer les circuits auditif-moteur qui peuvent soutenir la production de la parole et de la perception. SMTr à basse fréquence peuvent également être utilisés en conjonction avec des techniques de neuro-imagerie pour étudier plus avant cette question (voir Discussion).
Protocol
1. Préparation
- Demandez au participant de remplir un formulaire d'enquête de sécurité (voir par exemple 21). Remarque: Les participants qui ont des contre-indications pour TMS ne devraient pas être encouragés; contre-indications les plus courantes sont: le manque de sommeil, les médicaments (par exemple les antidépresseurs), et une histoire familiale d'épilepsie.
- Expliquer la procédure de TMS et les détails expérimentaux pour le participant et obtenir un consentement éclairé.
- Consommer de l'alcool, nettoyer la peau au-dessus du ventre du muscle IDE dans la main droite et sur le site de référence (par exemple du tendon du muscle IDE) et fixer des électrodes sur ces sites.
- Nettoyer la peau sur le côté droit du muscle OO avec de l'alcool et fixer une électrode à l'angle droit de la lèvre supérieure et une électrode à l'angle droit de la lèvre inférieure.
- Nettoyez la peau autour du site pour l'électrode de masse (par exemple sur le front) et joindre l'électrode.
- Connectez les fils d'électrodes dans une boîte d'électrode fixé à un système d'enregistrement EMG.
- Vérifiez les signaux EMG enregistrées dans les muscles de la main et des lèvres lorsque le participant se contracte et se détendre ces muscles (par les inspecter visuellement en utilisant un logiciel par exemple Spike2). Si les signaux semblent bruyant lorsque le participant détend les lèvres et muscles de la main, tordre les câbles d'électrodes, re-nettoyer la peau à l'emplacement de l'électrode et / ou demander au participant de décroiser les jambes, enlever leurs chaussures et leurs pieds sur le sol (meilleure mise à la terre).
- Protéger l'ouïe du participant en utilisant des bouchons d'oreilles.
- Mettez le cap sur la tête du participant afin d'être en mesure de marquer la position de la bobine de TMS.
2. Localisation de la représentation Motor main
- Marquer le sommet sur le bouchon (en joignant un petit autocollant ou en utilisant un stylo) et de mesurer la distance entre le sommet au point pré-auriculaire gauche. Déménagement33% de cette distance du sommet vers le point pré-auriculaire gauche et marquer ce point.
- Placez le centre de la bobine TMS figure-de-huit à cet endroit. Orientez la poignée de la bobine 45 degrés de la ligne médiane.
- Livrer la première impulsion TMS par exemple en appuyant sur une pédale. Choisir une faible intensité (par exemple de 40% de l'intensité de stimulation max) si le seuil moteur du participant n'est pas connue. Déplacez la bobine légèrement et / ou augmenter l'intensité, si aucun député européen ou contraction musculaire est visible dans la main.
- Quand un député est provoquée, continuer à avancer la bobine en 5 étapes mm autour de cette zone afin de trouver un «point chaud» appropriée, à savoir le site et bobine orientation qui suscite les députés maximale à une certaine intensité. Gardez au moins une pause de 5 secondes entre les impulsions. Observez le participants main pour vérifier quels muscles se contractent. Lorsque l'endroit où les députés sont le plus grand se trouve, marquer ce "point chaud" et l'orientation dela bobine sur le capuchon.
3. Localisation des lèvres moteur Représentation
- Marquer un point 2-3 cm de l'endroit IDE long d'une ligne droite vers le coin de l'œil gauche (l'emplacement de la représentation du moteur est plus antérieure et inférieure à celle de la représentation de la main).
- Placez la bobine sur ce point. Demandez au participant de pincez les muscles des lèvres; ceci abaisse le seuil du moteur et, par conséquent, il est plus facile de trouver la représentation de la lèvre du moteur.
- Dites au participant que les impulsions de TMS peuvent se sentir plus intense à cet endroit que dans l'emplacement précédent et qu'il / elle peut se sentir des secousses dans sa / son visage (due à la stimulation périphérique) et oculaires involontaires clignote. Demandez au participant d'informer l'expérimentateur à tout moment si la stimulation devient désagréable ou douloureuse ou si elles souhaitent arrêter la stimulation.
- Livrer les premières impulsions. Si aucun députés sont provoquées, déplacer légèrement la bobine et / ou augmenter l'intensité. Keep au moins une pause de 5 secondes entre les impulsions. Quand un député est provoquée, continuer à avancer la bobine autour de cette zone en 5 mm étapes pour trouver un "point chaud" pour le muscle OO. Remarque: La forme des députés à lèvres est souvent multiphasique et leur forme peut varier d'un participant à. En outre, le seuil moteur est souvent plus élevé pour le muscle de la lèvre pour que les muscles de la main.
4. Définition de l'intensité de simples impulsions expériences
- Former le participant à maintenir un niveau constant de contraction, si les députés seront enregistrées à partir de muscles des lèvres contractées. Remarque: Fournir une rétroaction visuelle de la puissance du signal EMG (par exemple en utilisant le logiciel Spike2) aide au cours de la formation; formation peut être arrêté lorsque le participant est en mesure de maintenir le niveau de contraction stable pendant au moins 1 min.
- Placez la bobine sur le point chaud pour le muscle OO. Livrer 10 impulsions avec une intensité fixe. Gardez au moins une pause de 5 secondes entre les impulsions. EStimate la taille des députés par les inspecter visuellement. Augmenter l'intensité, si les députés sont très petites ou il n'y avait pas MEP à chaque essai. Livrer à nouveau 10 impulsions. Continuez à augmenter l'intensité jusqu'à un eurodéputé robuste est provoquée à chaque essai (par exemple, avec une amplitude d'environ 0,3 mV lorsque le muscle est détendu lèvre ou avec une amplitude d'environ 1 mV lorsque le muscle est contracté lèvre). Utilisez cette intensité pendant l'expérience impulsion unique. Note: Il est recommandé de signaler intensités de stimulation dans les publications.
5. Définir seuil moteur actif pour les expériences SMTr
- Demandez au participant de contracter les muscles des lèvres aussi fort qu'ils le peuvent. Déterminer l'amplitude de cette contraction maximale (en inspectant visuellement le signal EMG).
- Demandez au participant de réduire la contraction des lèvres. Guide lui / elle pour atteindre le niveau de contraction qui est à peu près 20% du maximum. Demandez au participant de garder ce niveau pour une min. Donnez-lui / elle une courte pause et répétez l'exercice autant de fois que nécessaire. Remarque: Fournir une rétroaction visuelle de la puissance du signal EMG (par exemple en utilisant le logiciel Spike2) aide au cours de la formation; formation peut être arrêté lorsque le participant est en mesure de maintenir le niveau de contraction stable pendant au moins 1 min.
- Livrer 10 impulsions sur le hotspot pour OO tandis que le participant se contracte la lèvre à 20% du maximum. Comptez le nombre de députés ont suscité. S'il y avait un député européen (avec une amplitude d'au moins 0,2 mV crête-à-crête) en moins de 5 sur 10 essais, augmenter l'intensité. S'il y avait un député sur plus de 5 sur 10 essais, diminuer l'intensité. Répétez l'opération jusqu'à un niveau d'intensité minimum qui suscite députés sur au moins 50% des essais (seuil actif du moteur) a été trouvé.
- Demandez au participant de se détendre les muscles des lèvres et livrer 10 impulsions à l'intensité de seuil moteur actif. Vérifiez qu'aucun députés ont été provoqués (c.-à-stimulation dansintensité est inférieure au seuil). Si aucun députés ont été provoqués, utiliser cette intensité (soit 100% du seuil moteur actif) pendant le train de SMTr (tandis que le muscle de la lèvre est détendu). Si les députés ont été provoqués, revenir à 5,3.
6. SMTr à basse fréquence
- Délivrer des impulsions de TMS à une fréquence de 1 Hz à 15 min en train de SMTr. Lors de l'utilisation du système Magstim BiStim qui se compose de deux stimulateurs, déclencher ces stimulateurs alternance (c'est à dire chaque stimulateur délivre une impulsion toutes les 3 sec.) Afin de créer une séquence d'impulsions monophasiques de 0,66 Hz. Remarque: le logiciel Spike2 conjointement avec le système d'acquisition EMG (par Cambridge électronique) peut être utilisé pour créer une séquence d'impulsions de déclenchement. Remarque: Dans la pratique, l'intensité maximale de 0,66 Hz train d'impulsions en utilisant le système Magstim BiStim et bobines standards est de 65% de la production de stimulation maximale. Cette limite se rapporte à la fréquence maximale des impulsions de chaque stimulateur (0,33 Hz), surchauffedes bobines et le confort des participants.
- Surveillance des enregistrements de la lèvre et les muscles de la main pendant le train SMTr pour s'assurer qu'aucun députés sont provoquées qui indiquent une augmentation de l'excitabilité ou de propagation des effets de la représentation voisin. Surveillez également le participant pour des signes d'inconfort ou des changements dans le niveau de vigilance.
- Changer la bobine après 7,5 min afin d'éviter la surchauffe. Remarque: Cette étape peut être omise lors de l'utilisation des bobines spéciales qui sont refroidis lors de la stimulation; chauffage des bobines peut affecter l'intensité du champ magnétique.
Representative Results
Les résultats des expériences d'impulsions uniques
Dans les expériences d'impulsions simples, la mesure dépendante est l'amplitude MEP. La taille des députés est généralement mesurée soit comme crête-à-crête d'amplitude 13,18 ou aire sous la courbe 10. Les députés à lèvres peuvent être enregistrées soit du muscle détendu ou un muscle légèrement contracté. Dans ce dernier cas, les impulsions de TMS peuvent être délivrés avec une intensité plus faible, car la contraction abaisse le seuil du moteur. Il est très important que le niveau de la contraction reste constante tout au long de l'expérience, parce que la force de la contraction affecte les amplitudes de MEP. Le plus fort de la contraction est grande, plus les députés sont. Par conséquent, il est important de former le participant à maintenir un niveau constant de contraction avant la définition de l'intensité de TMS, si eurodéputés sont enregistrées à partir du muscle contracté. Rétroaction visuelle aide au cours de la formation (voir Protocole 4.1.). Parfois, le seuilest si élevée que l'intensité des impulsions de TMS est inconfortable pour le participant et l'expérience ne peut pas être réalisée. En outre, il n'est pas toujours possible de trouver de la représentation de la lèvre ou enregistrer députés robustes, en particulier lorsque les muscles des lèvres sont détendus. C'est une bonne pratique de déclarer le nombre de participants à qui l'expérience ne peut être réalisée dans les publications. Figure 1 montre députés enregistrées à partir d'un muscle de la lèvre détendue et contrat pour un seul participant. L'intensité des impulsions de TMS a été maintenue constante à travers trois niveaux de contraction. L'excitabilité du moteur augmente lorsque le muscle se contracte, et par conséquent les députés plus grande.
Figure 1. L'effet de la contraction musculaire sur les députés pour les lèvres. Les députés ont été mesurées à partir de l'un des participants, alors qu'elle (1)assoupli ses lèvres, (2) contracté les lèvres comme un peu comme elle le pouvait (<5% du maximum), et (3) quand elle a contracté les lèvres d'environ 20% du maximum. L'intensité des impulsions de TMS mono-phasique a été la même dans les trois conditions (58% de l'intensité maximale). 6 députés ont été enregistrées dans chaque état (recouvert dans la figure). La figure montre que les députés obtiennent plus grande lorsque le niveau de contraction augmente. Une période de silence cortical est clairement visible dans l'état avec la plus forte contraction. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
excitabilité du moteur de l'augmentation de la représentation des lèvres pendant l'écoute de la parole et la visualisation des mouvements de lèvres liés à la parole. Figure 2 montre lip MEP enregistré pendant l'écoute de la parole et du bruit non verbale, et pendant regarder les mouvements des yeux et de la parole liée mouvements des lèvres 10. En tses députés de l'étude ont été enregistrées par les muscles des lèvres légèrement contractés. Le niveau de la contraction a été ajouté en tant que covariable dans l'analyse de la MEP et permet de régler la taille de la MEP. Les députés de la lèvre induites par la stimulation M1 gauche étaient significativement améliorés au cours de l'écoute de la parole et de regarder les mouvements des lèvres liés à la parole par rapport à l'état initial, alors que les députés de la lèvre induites par la stimulation M1 droit ne sont pas modulés pendant l'une des conditions.
Une étude récente a examiné la spécificité de l'évolution de l'excitabilité du cortex moteur des lèvres lors de l'observation des mouvements de la bouche visuels 13. Z-scores pour les députés à lèvres enregistrées au cours de la perception visuelle de la parole connu (en anglais), la parole inconnue (en hébreu), non-discours mouvements de la bouche (gurning) et un visage encore sont présentés dans la figure 3. Ces z-scores ont été calculés par rapport à la moyenne de toutes les conditions. Impulsions TMS ont été livrés au cours de la M1 gauche et députés enregistrés à partir du muscle des lèvres détendue. Les députés ont été plus importantes lors de l'observation de la parole connu que la parole inconnue ou non-discours des mouvements de la bouche. Les députés enregistrées lors de l'observation d'un visage toujours été aussi grand que lors de l'observation de langue anglaise. Ces résultats suggèrent que le cortex moteur de lèvre participe au traitement des signaux visuels lors de la communication de la parole. S'il vous plaît cliquer sone pour voir une version plus grande de cette figure. Les résultats des expériences SMTr Il a été montré que la SMTr à basse fréquence sur la représentation motrice de la main peuvent réduire l'excitabilité du moteur et provoquer une interruption temporaire dans ce domaine (c'est à dire "une lésion virtuelle») 15. SMTr sur la représentation motrice de lèvre réduit également l'excitabilité de cette zone 18. Les variations de députés amplitudes après 15 minutes de stimulation de basse fréquence sur la représentation de la lèvre dans le cortex M1 gauche sont présentés dans la figure 4. Les députés enregistrées de la bouche ont été supprimées 7 minutes après la fin du train de TMS répétitive, mais a started de récupérer 15 min après. Ceci montre que l'excitabilité supprimée rTMS à basse fréquence perturbé le fonctionnement de la représentation de la lèvre dans le cortex moteur pendant environ 15 min. Les perturbations induites TMS-dans la performance des articulatoire moteur cortex déficiences participants dans les tâches de perception de la parole exigeants. Figure 5 montre comment la perturbation de la représentation de la lèvre performances modulé TMS-induite dans une même tâche différente de la discrimination 18. Les participants ont été présentés avec des paires de syllabes synthétiques fois avant SMTr à basse fréquence et après il. Leur tâche consistait à indiquer si les syllabes étaient les mêmes ou différents. La perturbation TMS induite atteinte à la capacité du participant à discriminer les sons de la parole synthétiques qui sont les lèvres articulés à partir des sons de la parole qui ne sont pas articulées par les lèvres («BA» vs «da» et «pa 'vs' ta '). Toutefois, cette interruption n'a pas influencé leur capacitéà discriminer deux sons de la parole qui ne sont pas articulées par les lèvres («ka» vs «ga» et «da» vs «ga»). Ceci suggère que la représentation de la lèvre contribue à la perception de la parole d'une manière spécifique de l'articulateur. 
Figure 2. Députés au cours de la perception de la parole auditive et visuelle dans l'un des participants. Les députés ont été enregistrées à partir du muscle lèvres légèrement contracté alors que le cortex moteur gauche a été stimulée. Les députés ont été améliorés au cours de l'écoute de la parole et la visualisation de la parole liée mouvements des lèvres. Figure modifiée d' 
Figure 3. Excitabilité moteur pendant la perception de la parole visuelle. A. Les participants ont été présentés vidéos de discours connue (en anglais), la parole inconnue (c'est à dire en hébreu), non-discours mouvements de la bouche (c. gurns) et une bouche encore. Une impulsion de TMS a été livré au cours de chaque vidéo. Inter-impulsion-intervalle (IPI) a varié entre 5 et 8 secondes. B. La figure montre amplitudes normalisées des députés (± SEM) mesurés à partir de la lèvre lors de l'observation de vidéos. Les z-scores ont été calculés par rapport à la moyenne de toutes les conditions. Les députés étaient significativement plus grande lors de l'observation de la parole connu que la parole inconnue (p = 0,001) ou gurnes (p <0,05). Les différences dans les amplitudes MEP entre les conditions reflètent des différences dans l'excitabilité de la représentation de la lèvre dans le cortex moteur. Figure modifiée du 13. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure. 
Figure 4. Effets de la rTMS sur l'excitabilité du moteur et de la discrimination de la parole. A. Le graphique présente les variations moyennes (± SEM) dans les amplitudes de post-SMTr députés crête-à-crête par rapport à pré-SMTr députés. Les députés ont été enregistrées dans les muscles des lèvres et les SMTr a été appliqué sur la lèvre cortex moteur dans l'hémisphère gauche dans les deux expériences 1 et 2. Les post-SMTr députés ont été enregistrées ~ 7 min (post1) et ~ 15 min (post2) après la fin du 15 min SMTr à basse fréquence train. Les députés ont été significativement supprimées après SMTr à la fois eXperiments 1 et 2. B. Les participants ont été présentés avec synthèse vocale des sons provenant de huit étapes continua acoustique entre deux sons de la parole. Les paires «transversales catégorie" ont été choisis en fonction de la place de limites des catégories qui ont été définies pour chaque participant individuellement. Les participants ont effectué de même différent discrimination tâche de pré et de post SMTr à basse fréquence sur la représentation motrice de la lèvre. Changements dans les proportions de réponses «différents» (± SEM) sont tracées. Après TMS, les participants étaient plus pauvres en discrimination paires à travers catégorie qui comprenait des sons de la parole lèvre articulée («BA» vs «da» et «pa 'vs' ta ') qu'avant SMTr. Discriminabilité d'autres paires resté stable. Les chiffres sont modifiés à partir du 18. ** P <0,01, *** p <0,001. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Discussion
Au cours des deux dernières décennies, TMS est devenu une méthode largement utilisée en neurosciences cognitives, car il peut fournir des informations complémentaires à la neuro-imagerie. Il a également permis aux scientifiques de la parole avec de nouveaux outils pour étudier si le système de production de la parole de moteur pourrait être impliqué dans la perception de la parole. Plus précisément, TMS offre un moyen important de tester expérimentalement si les circuits neuronaux qui contrôlent la parole articulation sont facilitées tout en écoutant la parole et, si ces circuits contribuent à la perception de la parole.
Cet article décrit comment la représentation de la lèvre du moteur peut être stimulée en utilisant le TMS, et la façon dont les deux mono-impulsion et les techniques de TMS répétitives ont été utilisées pour étudier le rôle du cortex moteur dans la perception de la parole. Les études rapportées ici fournissent la preuve que le cortex moteur contribue au traitement de la parole dans le cerveau humain. D'autres paradigmes TMS ont également été utilisées pour étudier sptraitement de EECH dans le système de moteur. Deux impulsions TMS fournis sur les lèvres du moteur et de la langue des représentations devant syllabes sonores ont été montré pour faciliter la reconnaissance des lèvres-et syllabes de la langue articulée, respectivement 22. Un paradigme apparié-bobine peut être utilisé pour étudier la connectivité efficace entre la lèvre et la représentation des autres régions corticales pendant perception de la parole 23. Il a été montré que la connectivité efficace entre la représentation de la lèvre du moteur et temporo-pariétal jonction et le cortex frontal inférieur est améliorée lors de l'écoute de la parole, mais pas pendant l'écoute de bruit blanc. Stimulation éclater thêta-continu (CTB) sur la jonction temporo-pariétale aboli sa connectivité efficace avec la représentation de la lèvre de moteur, fournissant une preuve supplémentaire que ces régions corticales sont couplés fonctionnellement pendant l'écoute de la parole 23. L'avantage de CTBS sur SMTr à basse fréquence est que relativement peu de train de la CTB (<em> par exemple 40 sec) peuvent produire une interruption de longue durée dans le cortex moteur (jusqu'à 60 min) 24. Cependant, les effets de la CTB sur excitabilité motrice sont très variables selon les participants 25.
La combinaison de TMS avec d'autres techniques de neuro-imagerie qui mesurent l'activité du cerveau entier peut donner un aperçu de la façon dont TMS affecte les processus neuronaux dans les deux voisins et les régions corticales plus distales. Les régions du cerveau interagissent sans aucun doute un avec l'autre au cours des processus perceptifs et cognitifs, et il est donc surprenant qu'une «lésion virtuelle» induit dans une zone du cerveau serait de moduler le fonctionnement d'autres zones du cerveau engagés dans le même processus. Afin de faire progresser la compréhension de la base neurale de la perception de la parole, il est essentiel d'étudier comment le cortex moteur articulatoire interagit avec les régions auditives du cortex temporal supérieur lors de l'écoute de la parole et la façon dont ces interactions contribuent à la perception de la parole. Le combination de TMS avec des techniques d'imagerie cérébrale fournit un moyen de répondre à ces questions. Par exemple, il est possible d'examiner les influences de perturbations TMS-induites dans le système articulatoire sur le traitement des signaux de parole dans le cortex temporal supérieur en utilisant l'électroencéphalographie (EEG), la magnétoencéphalographie (MEG), l'IRM fonctionnelle et la tomographie par émission de positons (TEP). Expériences combinant SMTr à basse fréquence et EEG montrent que la perturbation induite par TMS dans le cortex moteur articulatoire module discrimination automatique de la parole, mais pas non-discours, des sons dans le système auditif, montrant que ces systèmes interagissent au cours du traitement de la parole 16. Combinaison de rTMS avec MEG est aussi une méthode puissante pour étudier le calendrier des interactions auditif-moteur 17.
Néanmoins, le lien entre la production de la parole et de la perception est encore mal comprise. TMS combinées avec les tâches de la parole et des techniques de neuro-imagerie supplémentaires peuvent aiderscientifiques pour améliorer la compréhension des bases neurales de la perception de la parole et de la production et si elles se chevauchent.
Disclosures
Les auteurs n'ont rien à révéler.
Acknowledgments
RM a été soutenue par le Conseil de recherches médicales (développement de carrière de bourse). JR a été soutenue par le Wellcome Trust (de subvention à l'action octroyée à Kew et RM). Nous tenons à remercier Jennifer Chesters pour son aide dans la prise de la vidéo.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| TMS stimulator | Magstim Limited, Wales, U.K. | Magstim BiStim (two MagStim 200s connected) | |
| 2 TMS coils | Magstim Limited, Wales, U.K. | 70-mm figure-of-eight coil, D70 Alpha | |
| Electrodes for recording EMG signal | Covidien llc, MA, USA. | Kendall Neonatal ECG electrodes, 22 mm x 30 mm | |
| Electrode box (for EMG recording) | Cambridge Electronic Design Limited, U.K. | CED 1902-11/4 Electrode Adaptor | |
| Data acquisition unit (for EMG) | Cambridge Electronic Design Limited, U.K. | Micro1401-3 | |
| Amplifier (for EMG) | Cambridge Electronic Design Limited, U.K. | 1902 | |
| Software for EMG recording and analyses | Cambridge Electronic Design Limited, U.K. | Spike2, version 7 |
References
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