Summary
경 두개 자기 자극 (TMS)은 음성 인식의 조음 운동 피질의 역할을 조사하는 유용한 도구로 입증되었습니다. 이 문서는 모터가 입술의 근육에서 전위 (유럽 의회 의원)을 유발하는 방법과 반복적 인 TMS를 사용하여 모터 입술 표현을 방해하기 위해 기록하는 방법에 대해 설명합니다.
Abstract
경 두개 자기 자극 (TMS)은 음성 인식의 조음 운동 피질의 역할을 조사하는 유용한 도구로 입증되었습니다. 연구팀은 운동 피질에있는 입술 표현을 자극하는 단일 펄스와 반복적 인 TMS를 사용했습니다. (; EMG 근전도) 립 모터 표현의 흥분성이 피질 영역 위에 단일 TMS 펄스를인가하고 TMS 유도 모터 립 근육에 부착 된 전극을 통해 전위 (MEP들)을 유발 기록에 의해 조사 될 수있다. 큰 유럽 의회 의원이 증가 대뇌 피질의 흥분을 반영한다. 연구는 음성 관련 움직임을 볼 때 음성을 듣고뿐만 아니라 동안 그 흥분 증가를 보이고있다. TMS는 립 모터 표현을 방해하기 위해 또한 사용될 수있다. 저주파 하위 임계 값 반복적 인 자극의 15 분 열차가 추가로 15 ~ 20 분 동안 모터의 흥분을 억제하는 것으로 나타났다. 모터 립 표현이 TMS 유도 중단 후속 저해음성 인식 작업을 요구하고 음성으로 청각 - 피질의 반응을 조절 성능이 울립니다. 이러한 연구 결과는 운동 피질 음성 인식에 기여의 제안과 일치한다. 이 문서에서는 입술의 운동 피질에서 표현하는 방법과 단일 펄스와 반복적 인 TMS 실험을 모두 수행하기에 적절한 자극의 강도를 정의하는 방법을 지역화하는 방법에 대해 설명합니다.
Introduction
음성 인식은 복잡하고 매우 가변적 들어오는 청각 신호의 인코딩을 필요로하는 까다로운 기술이다. - 그것은 청각 피질 음성 생산 도중 교합기 (예 입술)의 움직임을 제어하는 모터 영역은 또한 지각 활성 조사 및 과학적 논쟁 하나의 항목 남아 음성을 올릴 수 있는지 여부, 음성 처리에 중요한 역할을한다는 논쟁의 여지가있다 반면 5. 모터 표현을 음성 인식에 관여하는 것으로 생각은 소설이 아니다. 음성 인식 6,7의 Liberman의 운동 이론에 따르면 청취자는 스피커의 "의도 된 조음 동작"을 시뮬레이션하여 음성을 인식한다. TMS는 (검토를 위해, 8 참조) 음성 인식 동안 조음 운동 피질의 상상 속 역할을 조사하는 강력한 도구로 입증되었습니다. 이 문서는 단일 펄스를 사용하여 입술 모터 표현의 자극에 초점을 맞추고반복적 인 TMS 기술.
단일 펄스 TMS는 운동 피질 및 음성 처리 8-10 사이의 링크를 조사의 매우 효과적인 수단을 제공했다. 일차 운동 피질 (M1)에 적용되는 하나의 TMS 펄스 유도 모터는 근전도 (EMG)를 사용하여 기록 할 수 반대측 대상 근육 전위 (즉, 의회 의원)을 유발. 손 근육에서 기록 된 유럽 의회 의원은 (첫 번째 interosseus를 지느러미, FDI) 피크에게 약 24 밀리 초 펄스 후, 유럽 의회 의원은 입술 근육에서 기록 된 반면 (orbicularis 오리스, OO) 최대 약 15 밀리 초 펄스 후 (그림 1 참조). 이는 입술과 손 근육 운동 피질로부터의 거리의 차이를 반영한다; 입술에 cortico - 안구 경로는 손에 cortico - 척추 경로보다 짧다. MEP을 유도하는 데 필요한 펄스의 강도는 대부분 신경 해부학 적 차이 및 diffe를 반영, 크게 참여를 통해 다른두개골 rences 11 두께. MEP의 진폭은 근육이 이완 할 때와 비교하여 표적 근육이 수축을 유도하는 큰 MEP는 일정 강도의 펄스와, 모터 시스템의 기능적 상태에 의존한다. MEP 측정은 각 참가자의 다른 근육의 대뇌 피질의 표현을 국산화뿐만 아니라 주제의 TMS 강도를 정상화에 대한 정확한 방법을 제공합니다. 또한이 방법은 직접 메이저 그 독립 변수에 대하여 모터의 흥분성 (즉 MEP 진폭)를 제공한다. 예를 들어, 단일 펄스 TMS 연구는 음성을 듣고 음성 관련 입술의 움직임에게 10,12,13를 볼 때 입술 표현의 자극이 큰 유럽 의회 의원 (즉, 증가 흥분)을 유도하는 것으로 나타났습니다. 결합 PET 및 단일 펄스 TMS 연구는 청각 음성 인식 동안 음성 모터 시스템의 흥분성이있는 활동에 의해 부분적으로 변조 된 것으로 나타났다후부 하부 전두엽 이랑 (14)를 떠났다.
단일 펄스 TMS 음성 인식 동안 모터 시스템의 흥분성의 변화를 설명 할 수있다 동안 그것은 운동 피질은 음성 처리에 기여하는지 여부를 표시하지 않는다. 반복 TMS (RTMS)는 운동 피질 (15)에 임시로 중단 (즉 "가상 병변")를 유도하기 위해 사용될 수있다. 이것은 "가상 병변"접근법은 모터 시스템의 초점 영역하도록 제어 단기간 중단 도중 음성 인식의 조사를 가능하게한다. TMS에 의해 발생되는 「가상 병변은 "종종 시간이 지남에 따라 뇌의 기능 개편에 이르는 광범위한 대뇌 피질의 영역을 커버 환자의 실제 병변 다릅니다. 환자 연구는 일반적 대조군 환자의 동작을 비교 드물게 종래 스트로크 / 병변 성능의 지식을 제공하지 않는다. RTMS를 사용하여 해제를 수행하는 참가자의 능력을 조사 할 수있다모터의 중단과 함께하고없는 피츠 인식 작업 따라서, 이러한 혼란은 성능에 기여하는지 여부를 검사합니다.
서브 임계치 저주파수 RTMS 일시적 모터 립 표현을 방해하는 데 사용될 수 있으며, 음성 인식에서 16-18 조음 운동 피질의 역할을 조사하기 위해 사용되어왔다. 단상 저주파수 RTMS는 이상성 RTMS (19)에 비해 피질 흥분성을 감소 시키는데보다 효과적인 것으로 표시 되었기 때문에 이러한 실험에서, 단상 펄스 시퀀스를 사용 하였다. 입술에서 기록 된 유럽 의회 의원의 크기는 1 Hz에서, 즉 모터 흥분 아래 요금 적용 하위 임계 값 단상 TMS 펄스의 15 분 기차 후 감소가 18이 억제된다. 이 RTMS에 의한 장애는 청취자 손상 '절대적으로 두 개의 음성 소리 사이의 범위 음향 컨티뉴을 인식 할 수있는 능력을 그 관절의 장소 (예를 들면 달랐다'바 & #39; 대 '다'와 '따'대 '파'). 립 운동 피질의 중단 후에 장애 성능은 모터 시스템은 음성 인식에 기여하는 것을 시사한다. 손 모터 표현의 혼란은 음성 소리의 범주 인식에 영향을주지 않습니다. 이러한 연구 결과는 어려움, 태스크 구조 및 응답 타입 (20)에 유사한 색 판별 제어 태스크에 비해 노이즈에 제시 음절을 사용할 경우 전 운동 피질에인가 저주파수 RTMS는 표음 차별 작업 성능을 손상 것을 보여주는 이전 연구 결과와 일치한다. 이러한 연구는 RTMS 음성 생산과 인식을 지원할 수 있습니다 청각 모터 회로를 탐구하는 매우 효과적인 수단임을 보여줍니다. 저주파 RTMS 또한 상기 (설명 참조)이 문제를 조사하기 위해 뇌 영상 기법과 함께 사용될 수있다.
Protocol
1. 준비
- (예 21 참조) 안전 검사 양식을 작성하기 위해 참가자를 부탁드립니다. 참고 : TMS에 대한 금기 사항이 참가자는 자극 수 없습니다; 가장 일반적인 금기 사항은 다음과 같습니다 : 수면 부족, 약물 (예를 들어 항우울제), 간질의 가족력.
- 참가자 TMS 절차 및 실험 내용을 설명하고 동의를 구하십시오.
- 알코올을 사용하여, 오른쪽 손에 FDI 근육의 배 위 및 참조 사이트 (FDI 근육의 힘줄 등)의 피부를 청소하고이 사이트에 전극을 부착합니다.
- 알코올 OO 근육의 오른쪽에있는 피부를 청소하고 아랫 입술의 오른쪽에 윗입술과 하나의 전극의 오른쪽에 하나의 전극을 부착합니다.
- (이마에 예) 접지 전극의 사이트 주위의 피부를 청소하고 전기를 연결드.
- EMG 기록 시스템에 연결된 전극 상자에 전극 와이어를 연결한다.
- 참가자 계약과 (시각 예 Spike2 소프트웨어를 사용하여 검사하여)이 근육을 휴식 할 때 손과 입술의 근육에서 기록 된 EMG 신호를 확인합니다. 참가자가 입술과 손 근육을 이완 할 때 신호가 노이즈를 보면, 전극 케이블, 다시 깨끗한 전극 사이트에서 피부 및 / 또는, 자신의 다리를 비가 교 신발을 제거하고 바닥에 자신의 발을 가지고 참가자를 물어 트위스트 (더 나은 접지).
- 귀마개를 사용하여 참가자의 청력을 보호합니다.
- TMS 코일의 위치를 표시 할 수 있도록하기 위해 참가자의 머리에 모자를 쓰고.
모터 손 대표의 2. 현지화
- (약간의 스티커를 부착하거나 펜을 사용하여) 캡의 정점을 표시하고 왼쪽 preauricular 지점에 정점까지의 거리를 측정합니다. 움직임33 왼쪽 preauricular 지점을 향해 정점에서이 거리의 %와이 자리를 표시합니다.
- 이 자리에서 숫자 8 자 TMS 코일의 중심을 놓습니다. 중간 선에서 코일 45도 핸들의 방향을.
- 발 페달을 눌러 예를 들어 첫 번째 TMS 펄스를 제공합니다. 참가자의 모터 임계 값을 알 수없는 경우 낮은 강도 (최대 자극 강도의 예를 들어 40 %)을 선택합니다. 약간 코일을 이동 및 / 또는 더 MEP 또는 근육 트가 손에 볼 수없는 경우, 강도를 증가시킨다.
- MEP가 유발되는 경우, 적절한 "핫 스팟"을 찾기 위해이 지역에 약 5-mm 단위로 코일을 이동 계속 일정한 강도로 최대한의 유럽 의회 의원을 유도하는 사이트와 코일 방향 즉. 펄스 사이에 최소 5 초 휴식을 유지합니다. 근육이 경련하는 확인하기 위해 참가자의 손을 준수하십시오. MEP는 규모가되는 곳이 발견되면,이 "핫 스폿"및 방향의 마크캡에 코일.
모터 입술 표현 3. 현지화
- 마크 왼쪽 눈의 구석을 향해 직선을 따라 FDI 지점에서 자리 2~3cm은 (모터 표현의 위치보다 전방과 손 표현보다 열등하다).
- 이 자리에서 코일을 배치합니다. 입술의 근육을 지갑에 참가자를 물어; 이것은 모터 임계치를 낮추고, 따라서 쉽게 모터 립 표현을 발견 할 수있다.
- TMS 펄스가 이전 위치보다이 지역에 더 강렬한 느낄 수 있습니다 참가자에게하고는 / 그는 (때문에 주변 자극에) 그 / 그녀의 얼굴에 경련을 느낄 수 있으며, 무의식적 인 눈을 깜박들. 그들은 자극을 중지 할 경우 자극이 불쾌하거나 통증이되거나 경우에 어떤 시점에서 실험을 알리기 위해 참가자를 부탁드립니다.
- 첫 번째 펄스를 제공합니다. 아직 유럽 의회 의원이 유발되지 않는 경우, 약간 코일을 이동 및 / 또는 강도를 증가시킨다. 키,P 펄스 사이에 5 초 휴식 적어도. MEP가 유도 될 때, OO 근육에 대한 "핫 스팟"을 찾기 위해 5-mm 단계에서이 지역의 주위에 코일을 계속 이동. 참고 : 입술 의회 의원의 모양은 종종 다중 상이며, 그 형태는 참가자의 참가자에 따라 다를 수 있습니다. 또한, 모터 임계 손 근육보다는 립 근육 종종 높다.
4. 단일 펄스 실험에 대한 강도를 정의
- 유럽 의회 의원은 계약 입술의 근육에서 기록 될 경우, 수축의 일정한 수준을 유지하기 위해 참가자를 양성. 주 : (Spike2 소프트웨어를 사용하여, 예) EMG 신호의 전력에 대한 시각적 인 피드백을 제공하는 것은 훈련 동안 도움; 참가자가 적어도 1 분간 수축 안정된 수준을 유지할 수있을 때 훈련을 정지 할 수있다.
- OO 근육에 대한 뜨거운 자리에서 코일을 배치합니다. 고정 강도 10 펄스를 제공합니다. 펄스 사이에 최소 5 초 휴식을 유지합니다. E시각적으로 검사하여 유럽 의회 의원의 크기를 stimate. 유럽 의회 의원은 매우 작은 또는 더 MEP 모든 재판이 없었 경우, 강도를 높입니다. 다시 10 펄스를 제공합니다. 강력한 MEP는 모든 시험에 유도 될 때까지 강도를 계속 증가 (약 0.3 측정 값의 진폭 예를 들면 입술의 근육이 이완 또는 입술의 근육이 수축 약 1 값의 진폭 인 경우). 단일 펄스 실험 기간 동안이 강도를 사용합니다. 참고 :이 출판물에 자극 강도를보고하는 것이 좋습니다.
5. RTMS 실험에 대해 Active 모터 임계 값을 정의
- 열심히 그들이 할 수있는 입술의 근육을 수축 참가자를 부탁드립니다. (시각적으로 EMG 신호를 검사하여)이 최대 수축의 진폭을 결정합니다.
- 입술의 수축을 줄이기 위해 참가자를 부탁드립니다. 최대의 약 20 % 수축 수준을 도달하기 위해 그 / 그녀를 두배. 1 마일이 수준을 유지하기 위해 참가자를 요청N. 그 / 그녀의 짧은 휴식을 제공하고 필요한만큼 여러 번 연습을 반복합니다. 주 : (Spike2 소프트웨어를 사용하여, 예) EMG 신호의 전력에 대한 시각적 인 피드백을 제공하는 것은 훈련 동안 도움; 참가자가 적어도 1 분간 수축 안정된 수준을 유지할 수있을 때 훈련을 정지 할 수있다.
- 참가자가 최대 20 %에 입술을 계약하는 동안 OO의 핫스팟을 통해 10 펄스를 제공합니다. 유도 얼마나 많은 의회 의원 계산합니다. (적어도 0.2 측정 값의 피크 - 피크 진폭) MEP 10 시험 중 5 인 미만에 있었던 경우, 강도를 증가시킨다. MEP 10 시험 중 5 개 이상에 있었다면, 강도를 낮 춥니 다. 시험 (활성 모터 임계 값)의 50 % 이상에 유럽 의회 의원을 발견했습니다 이끌어 최소 강도 레벨까지 반복합니다.
- 입술의 근육을 이완 활성 모터 임계 값의 강도로 10 펄스를 전달하기 위해 참가자를 부탁드립니다. 아직 유럽 의회 의원 (즉 자극의 유발되지 않았 음을 확인긴장은) 하위 임계 값입니다. 아직 유럽 의회 의원이 유발이없는 경우 (입술의 근육이 이완 된 상태에서), RTMS 기차 동안이 강도 (활성 모터 임계 값, 즉 100 %)를 사용합니다. 유럽 의회 의원이 유발 된 경우, 다시 5.3로 이동합니다.
6. 저주파 RTMS
- RTMS 기차시 15 분까지 1 Hz의 주파수에서 TMS 펄스를 제공합니다. 두 개의 자극으로 구성 MagStim BiStim 시스템을 사용하는 경우, 0.66 Hz의 단상 펄스 시퀀스를 생성하기 위해 (즉, 각각의 자극은 펄스마다 3 초를 제공합니다.)이 교대로 자극을 트리거합니다. 주 : 함께 (캠브리지 전자의) EMG 수집 시스템과 Spike2 소프트웨어는 트리거 펄스의 시퀀스를 생성하는데 사용될 수있다. 주 : 실제로, MagStim BiStim 시스템 및 표준 코일을 사용하여 0.66 Hz에서 펄스 트레인의 최대 강도가 최대 자극기 출력의 65 %이다. 이 제한은 각 자극의 최대 펄스 주파수 (0.33 Hz에서)에 관한 것으로, 과열코일 및 참가자 편안함.
- 아직 유럽 의회 의원이 흥분하거나 이웃 표현 효과를 확산의 증가를 나타냅니다이 유발되지 않습니다 보장하기 위해 RTMS 기차 동안 입술과 손 근육에서 녹음을 모니터링합니다. 또한 불편 증상이나 경계의 수준의 변화에 대한 참가자를 모니터링 할 수 있습니다.
- 과열을 방지하기 위해 7.5 분 후의 코일을 변경합니다. 주 : 자극 중에 냉각 특수 코일을 사용하는 경우에는이 단계는 생략 될 수있다; 가열 코일은 자계의 강도에 영향을 미칠 수있다.
Representative Results
단일 펄스 실험의 결과
단일 펄스 실험에서 종속 측정 MEP 진폭이다. MEP는의 크기는 일반적으로 어느 곡선 10 이하인 피크 간 진폭 13,18 또는 영역으로서 측정된다. 입술의 유럽 의회 의원은 편안한 근육이나 약간 계약 근육 하나에서 기록 할 수 있습니다. 수축 모터 임계 값을 저하하기 때문에 후자의 경우, TMS 펄스는 낮은 강도로 전달 될 수있다. 그것은 수축의 강도 MEP 진폭에 영향을주기 때문에 수축 수준은 실험 내내 일정하게 유지하는 것이 매우 중요하다. 강한 수축이 큰 유럽 의회 의원은입니다. 따라서,이 MEP는 수축 된 근육으로부터 기록되는 경우, TMS 강도를 정의하기 전에 수축의 일정한 수준을 유지하기 위해 참가자를 양성하는 것이 중요하다. 시각적 피드백은 (프로토콜 4.1을 참조하십시오.) 훈련 기간 동안 도움이됩니다. 때때로 임계 값TMS 펄스의 강도가 참가자 불편하며 실험이 수행 될 수 없을 정도로 높다. 또한, 립 근육이 이완되어, 특히 입술 표현을 찾거나 견고한 MEP는 기록하는 것이 불가능하다. 그것은 실험이 출판물에서 수행 할 수없는 누구 참가자의 수를보고하는 것이 좋습니다. 1도 하나의 참가자를위한 편안하고 계약 입술 근육에서 기록 된 유럽 의회 의원을 보여줍니다. TMS 펄스의 강도는 수축의 세 단계에 걸쳐 일정하게 유지 하였다. 근육이 수축 할 때 모터 흥분성이 증가하고, 결과적 MEP는 큰 얻을.
그림 1. 입술 의회 의원에 근육 수축의 효과. 유럽 의회 의원은 한 참석자로부터 측정하는 동안 그녀는 (1)그녀의 입술을 완화 (2)와 같은 약간 (<최대 5 %) 그녀가 할 수있는 것처럼 입술을 계약, (3) 때 그녀가 입술에 최대 약 20 % 감소. 모노-phasic의 TMS 펄스의 강도는 세 가지 조건 (최대 강도의 58 %)에서 동일하다. 6 유럽 의회 의원은 (그림과 중첩) 각 조건에서 기록되었다. 이 그림은 유럽 의회 의원이 큰 얻을 때 수축 증가의 수준. 보여 대뇌 피질의 침묵 기간이 강한 수축과 상태를 명확하게 볼 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
음성을 듣고 음성 관련 입술의 움직임을 보는 동안 입술 표현 증가 모터 흥분이. 말과 비언어적 소음을 듣는 동안 기록 MEP 입술 2는 그림, 눈의 움직임과 음성 관련 입술의 움직임 (10)를 보는 동안. t에서그의 연구의 유럽 의회 의원은 약간 계약 입술 근육에서 기록되었다. 수축 수준 MEP 분석에서 공변량으로서 첨가하고 MEP 크기를 조절하는 데 사용되었다. 바로 M1 자극에 의해 유발 립 유럽 의회 의원이 모든 조건 중에 변조되지 않은 반면, 왼쪽 M1 자극에 의해 유발 립 유럽 의회 의원은 크게 음성을 듣고 기준 조건을 기준으로 음성 관련 입술 움직임을 관찰하는 동안 강화되었다.
최근의 연구는 시각 입의 움직임 (13)의 관찰하는 동안 입술의 운동 피질의 흥분성 변화의 특이성을 조사 하였다. 알려진 음성 (영어)의 시각적 인식 동안 기록 입술 의회 의원에 대한 Z-점수는 알 수없는 음성 (히브리어)는, 비 음성 입의 움직임 (gurning)과 여전히 얼굴은 그림 3에 제시되어있다.이 Z-점수가를 기준으로 계산 하였다 모든 조건을 의미한다. TMS 펄스는 왼쪽 M1과 편안한 입술 근육에서 기록 된 유럽 의회 의원을 통해 전달했다. 유럽 의회 의원은 알 수없는 음성 또는 비 음성 입의 움직임에 비해 알려진 음성의 관찰 기간 동안 더 컸다. 여전히 얼굴의 관찰 기간 동안 기록 된 유럽 의회 의원은 영어 음성의 관찰 기간 동안만큼 컸다. 이러한 연구 결과는 입술의 운동 피질은 음성 통화 중 영상 신호 처리에 참여하는 것이 좋습니다. 그녀를 클릭 해주세요이 그림의 더 큰 버전을 보려면 전자. RTMS 실험의 결과 그것은 핸드 모터 표현 이상의 저주파수 RTMS는 모터 흥분성을 줄이고이 지역 임시 중단 (즉 "가상 병변") (15)를 유도 할 수 있음을 도시했다. 입술 모터 표현에 RTMS는이 영역 (18)의 흥분을 감소시킨다. 왼쪽 M1 피질의 입술 표현을 통해 저주파 자극 15 분 후 유럽 의회 의원 진폭의 변화는 그림 4에 나타내었다. 입술에서 기록 된 유럽 의회 의원은 반복적 인 TMS 열차의 종료 후 7 분을 억제하지만, 성을 가지고 있었다후 15 분을 복구 할 arted. 이 억제 흥분성 저주파수 RTMS는 약 15 분 동안 운동 피질의 립 표현 기능을 발휘할 수 있음을 보여준다. 까다로운 음성 인식 작업의 조음 운동 피질의 손상 차손 참가자의 성능에 TMS에 의한 중단은. 동일한 다른 차별 작업 (18)의 입술 표현 변조 성능의 중단을 TMS에 의한 방법 5는 그림. 참가자는 낮은 주파수 RTMS 앞뒤 모두 합성 음절 쌍으로 제시했다. 이들 태스크는 음절은 동일하거나 상이되었습니다 여부를 표시하는 것이었다. TMS에 의한 중단 입술 ( '다'대 '바'와 '따'대 '파')에 의해 굴절되지 않은 음성 소리에서 입술 관절되는 합성 음성의 소리를 구별 할 수있는 참가자의 능력을 손상. 그러나이 중단 능력에 영향을주지 않았다( '조지아'와 '조지아'대 '다'대 '카') 입술에 의해 굴절되지 않은 두 개의 음성 소리를 구별합니다. 이 입술 표현이 교합기 특정 방식으로 음성 인식에 기여하는 것이 좋습니다. 
왼쪽 운동 피질을 자극하는 동안 그림 2. 한 참가자의 청각과 시각 음성 인식시 의회 의원. 유럽 의회 의원은 약간 계약 입술의 근육에서 기록되었다. 유럽 의회 의원은 연설을 듣고 음성 관련 입술의 움직임을 볼 때 강화되었다. 에서 수정 된 그림 
시각적 음성 인식 동안 그림 3. 모터 흥분. A. 참가자는 알려진 음성 (예 : 영어) 동영상을 제시했다, 알 수없는 음성 (예 : 히브리어), 비 음성 입의 움직임 (즉 gurns)과 여전히 입. 하나의 TMS 펄스는 각각의 비디오 동안 전달했다. 펄스 간 간격 (IPI)는 5 그리고 8 초 사이에서 변화. B. 그림 쇼에게 유럽 의회 의원 (± SEM)의 표준화 된 진폭 동영상을 관찰하는 동안 입술에서 측정. Z-점수는 모든 조건의 평균을 기준으로 계산 하였다. 유럽 의회 의원은 알 수없는 음성보다 알려진 음성의 관찰 (P = 0.001) 또는 g 중에 상당히 큰했다납골 (p <0.05). 조건 사이의 MEP 진폭의 차이는 운동 피질에있는 입술 표현의 흥분의 차이를 반영한다. 13에서 수정 된 그림. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. 
그림 4. 모터 흥분과 음성 차별 RTMS의 효과. A. 그래프 관계에 미리 RTMS 의회 의원의 포스트 RTMS 의회 의원의 피크 - 투 - 피크 진폭의 (SEM ±) 평균 변화를 제시한다. 유럽 의회 의원은 입술 근육에서 기록하고, RTMS는 실험 1과 2 모두에서 왼쪽 반구에 입술 운동 피질에 적용되었다. 후 RTMS 유럽 의회 의원이 15 분 (POST2) 종료 후 ~ 7 분 (post1) 기록 ~했다 15 분 저주파 RTMS 기차. 유럽 의회 의원은 크게 전자에 모두 RTMS 후 억제되었다xperiments 1과 2. B. 참가자는 두 개의 음성 사운드의 여덟 단계 음향 컨티뉴에서 합성 음성 소리와 함께 제시했다. "에서 범주"쌍은 개별적으로 각 참가자에 대해 결정 하였다 카테고리 경계의 장소에 따라 선택되었다. 참가자는 동일한 다른 차별 작업을 수행하고 사전 립 모터 표현 위에 포스트 저주파수 RTMS. "다른"응답 (± SEM)의 비율의 변화는 플롯됩니다. TMS 후, 참가자는 RTMS 이전보다 입술 관절 음성 소리 ( '다'대 '바'와 '따'대 '파')을 포함에 걸쳐 범주 쌍을 차별에 가난했다. 다른 쌍의 Discriminability 안정 있었다. 수치는 18에서 수정됩니다. * P <.01, *** P <.001. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
Discussion
그것은 뇌 영상을 보완 정보를 제공 할 수 있기 때문에 지난 20 년 동안, TMS는인지 신경 과학에서 널리 사용되는 방법이되고있다. 또한 모터 음성 생산 시스템은 음성 인식에 관여 할 수 있는지 여부를 조사 할 수있는 새로운 도구를 사용하여 음성 과학자를 제공하고 있습니다. 특히, TMS는 음성 관절을 제어하는 신경 회로가 이들 회로는 음성 인식에 기여 여부, 음성을 듣는 동안 촉진하고 있는지 여부를 실험적으로 테스트의 중요한 수단을 제공한다.
이 문서는 모터 입술 표현은 TMS를 사용하여 자극 할 수있는 방법, 및 단일 펄스와 반복적 인 TMS 기술을 모두 음성 인식의 운동 피질의 역할을 검사하는 데 사용 된 방법을 설명했다. 여기에보고 된 연구는 운동 피질은 인간 뇌의 음성 처리에 기여한다는 증거를 제공한다. 다른 TMS 패러다임은 SP를 조사하는 데 사용되었습니다모터 시스템의 eech 처리. 청각 음절 전에 모터의 입술과 혀 표현을 통해 전달되는 이중 TMS 펄스는 입술과 혀 관절 음절, 각각 22의 인식을 촉진하는 것으로 나타났다. 쌍을 이루는 코일 패러다임은 음성 인식 (23) 동안 립 표현 및 다른 피질 영역간에 효과적인 연결성을 조사하기 위해 사용될 수있다. 그것은 모터 입술 표현과 측두 - 두정엽의 접합부와 하부 전두엽 피질 사이의 효과적인 연결이 백색 소음을 듣는 동안 연설을 듣는 동안 개선되지 않지만 것으로 나타났다. 측두 - 두정엽의 접합을 통해 연속 세타 - 버스트 자극 (cTBS)이 대뇌 피질의 영역이 기능적으로 음성 (23)에 듣는 동안 결합 된 추가 증거를 제공하는 모터 입술 표현과의 효과적인 연결을 폐지. 저주파 RTMS에 cTBS의 장점은 cTBS의 비교적 짧은 기차 (<EM> 예를 들어 40 초) 운동 피질 (최대 60 분) 24 년 오래 지속 중단을 생성 할 수 있습니다. 그러나, 모터에 흥분성 cTBS의 효과는 참가자 (25)에 걸쳐 매우 가변적이다.
전체 뇌의 활동을 측정하는 다른 뇌 영상 기술과 TMS를 결합하여 TMS는 이웃과 더 많은 말초 대뇌 피질의 영역 모두에서 신경 프로세스에 영향을 미치는 방법에 대한 통찰력을 제공 할 수 있습니다. 뇌 영역은 확실하게 지각 및인지 과정 동안 서로 상호 작용하고, 그래서 하나의 뇌 영역에서 유도 된 "가상 병변"동일한 공정에 종사하는 다른 뇌 영역의 기능을 조절하는 것이 놀랍지. 음성 인식의 신경 기초에 대한 이해의 발전을 위해, 조음 운동 피질이 연설하는 방법과 이러한 상호 작용은 음성 인식에 기여 듣는 동안 측두 피질의 청각 영역과 상호 작용하는 방법을 조사하는 것이 필수적입니다. 공동뇌 영상 기술과 TMS의 mbination는 이러한 질문에 대한 답을 할 수있는 방법을 제공합니다. 예를 들어, 그것을 뇌파 (EEG)를 사용 측두 피질 음성 신호의 처리에 조음 시스템 TMS 유도 혼란의 영향을 조사 할 수 있고, 인 자기 (MEG), 기능적 MRI와 양전자 방출 단층 촬영 (PET). 저주파 RTMS 및 EEG를 결합 실험은 조음 운동 피질에 TMS에 의한 중단 음성을 자동으로 차별을 변조,하지만 비 음성은,이 시스템은 음성 처리 16시 상호 작용하는 것을 보여주는, 청각 시스템에서 소리가 있음을 보여줍니다. MEG와 RTMS의 조합은 청각 모터의 상호 작용 (17)의 타이밍을 조사 할 수있는 강력한 방법입니다.
그럼에도 불구하고, 음성 생산과 인식 사이의 연결은 아직 제대로 이해된다. 음성 작업 및 추가 뇌 영상 기술과 결합 된 TMS는 도움이 될 수 있습니다과학자들은 음성 인식과 생산의 신경 기초의 이해를 개선하고 그들이 중복 여부를 확인합니다.
Disclosures
저자가 공개하는 게 없다.
Acknowledgments
RM은 의학 연구위원회 (경력 개발의 교제)에 의해 지원되었다. JR은 웰컴 트러스트 (KEW과 RM에 수여 프로젝트 보조금)에 의해 지원되었다. 우리는 비디오를 만드는 그녀의 도움을 제니퍼 체스터을 감사드립니다.
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 |
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