言語学習と単語習得の研究におけるヴェルニッケとブロカの領域の経頭蓋直流刺激(tDCS)

本ビデオでは、自然主義的でありながら完全に制御された方法での脳の皮質領域の単語学習における役割の研究を目的とした心理および神経言語実験に対して経頭蓋直流刺激を用いた単純な時間とコスト効率の高いプロトコルと、結果を評価するための包括的な行動手順について説明する。言語は人間の脳の非常に重要でありながら十分に理解されていない機能です。言語理解中の脳活性化パターンの研究は、しばしば極めて欠けているものが豊富であるが、この能力のユニークな人間性と非侵襲的に脳内の因果関係を研究するための神経生理学的ツールの不足のために、特定の機能への脳領域の関与の因果的証拠である。

近年、経頭蓋直流刺激(tDCS)の使用が急速に増加しており、これは刺激された脳領域の状態を刺激的に調節し、励起および阻害閾値をシフトすることによって調節することができる、そして特定の機能に対する特定の寄与の研究を可能にする、容易で安価で安全な非侵襲的な技術である。ここでは、精神言語学的単語学習実験におけるtDCSの使用について説明する。ここでは、単語学習実験でtDCSを言語領域に適用することを検討する。

一般に、単語学習の場合は神経言語学的実験の一例としてここで取られ、同じ領域を対象とする他のタイプの言語実験では、この手順のtDCS部分が大きく変化してはならない。しかし、この機会を利用して、現在の報告書の第2の主な目的である取得実験それ過ちの主要な方法論的考慮事項も強調しています。地域の法律で必要とされる人間の主題に関する研究のための法的および倫理的な許可をすべて得ることが重要です。

我々の研究では、許可はサンクトペテルブルク大学研究倫理委員会によって与えられました。すべての測定を防音、または少なくとも音が減衰したカメラで行います。音の絶縁は、無関係な音、騒音、人間の音声などがパフォーマンスに大きく影響し、データに影響を与える可能性があるため、非常に重要です。

不要な被験者実験者の接触による干渉を避けるために、スクリーン、ヘッドフォン、スピーカー、キーボードやボタンボックスなどの入力デバイスのみがカメラ内に配置されます。実験者との相互作用は、個人的な接触が必要でない限り、インターホン上で保持されるべきである。テキスト表示の最適なパラメータは、灰色の背景に黒のテキストです。

私たちは、フォントフェイスArialサイズ27を使用しています。ビジュアル プレゼンテーションの遅延やジッターを減らすには、ビデオ カードとリフレッシュ レートが 100 ヘルツ以上のモニタを使用することをお勧めします。反応時間を測定するには、従来のキーボードと比較して、人間工学的であり、より正確なタイミングであった研究グレードの応答パッドを使用してください。

我々は、より高いレベルの処理に表面特性の基本的な影響を避けるために、その長さと全体的な構造のために制御されたロシア語の単語を選択しました。複数のリストを作成するには、単語をそれらの音節周波数と音節周波数で統計的に異ならないセットに分割しました。これはT検定を用いて確立された。

新しい単語の形は、単語の各セット内の代替の文字節を転写することによって作成されました。したがって、新しい単語は正交図と音韻構造の点で既存の単語に似ています。その結果、学習する単語フォームのリストと、既存の単語のセットから同様の未学習の擬似語のリストを作成しました。

したがって、1つのセットを共有する3つの刺激タイプはすべて、学習段階の後に隣人として語彙競争に入る可能性があります。この類似性を共有していない単語と擬似語のさらなる制御リストも用意されました。セットは、新たに取得されたセマンティクスに対する表面形態の影響を最小限に抑えるために、異なる実験的役割を果たした方法で、主題グループの周りに相殺された。

また、学習の過程で新しい単語に関連する新しい意味を作成しました。彼らは、参加者の言語に存在しない時代遅れまたは実際の概念で作られました。新しい意味論の文脈学習のために、新しい概念のそれぞれについて、新しい単語の意味を一般的なものからより具体的な文脈まで徐々に理解できる状況を説明する5つの文を作成しました。

新しい言葉は基本形で表現された。文の長さと単語数を制御し、条件間でバランスを取った。各文は、あなたが文脈を理解することを可能にするロシア語の文章の最小の長さに応じて8つの単語で構成されていました。

あなたがこれらの文章を読んでいる間、あなたはサーキュナルがあなたのアカウントからあまりにも多くのパスワードを覚えておく必要があるときに表示される否定的な感情の一種であることを理解することができます。単語の形式とセマンティクスの獲得と理解を評価するために、いくつかのタスク、無料のリコール、キュー認識、語彙決定、意味的定義、および意味判断を使用します。無料のリコールタスクでは、参加者は準備されたスプレッドシートに入力して覚えている限り多くの新しい単語フォームを再現する必要がありました。

認識と語彙の決定タスクは、プレゼンテーションの同じ刺激と速度を使用し、指示のみが異なっていました。アイテムは順次、ランダムに提示されました。認識タスクでは、参加者は実験中に単語に遭遇した場合はボタン1を押すか、見つかった場合は2つを押す必要がありました。

語彙の決定では、意味をなしたものが提示された場合はボタン1を押すか、そうでなければ2つを押さなければならなかった。意味的なタスクは、正常な意味の獲得と、その意味と表面形態との間の対応を推定するために使用された。意味定義タスクでは、参加者は学習段階で前に提示された項目のリストを与えられる。

各ユーザーは、それぞれを定義し、スプレッドシートに定義を入力する必要があります。意味判断タスクでは、参加者は単語と3つの定義を提示されました。対応するボタンを押して、単語ごとに正しい定義を1つ選択する必要があります。

定義の 1 つだけが正しかった。さらに、このオプションを含めず、または不明なオプションも含めないことをお勧めします。経頭蓋直流電気刺激tDCSは、神経変調および自発的および神経活動を発生させる。

電流に対する細胞の向きに依存して、膜電位は、超分極に向かってわずかにシフトすることができます。例えば、モーターシステムの場合、アノーダル刺激、または陰極刺激の脱分極中に起こる。神経興奮のこの変化は、脳機能の様々な一時的な変化につながります, 運動感覚と高レベルの認知機能を含みます.

ここでは、ワード学習実験において、ウェルニッケやブロカの人間の領域などの言語領域へのtDCSの応用を検討します。tDCSと経頭蓋磁気刺激などの他の非侵襲的脳刺激方法の主な違いを覚えておくことが重要であり、まず、閾値評価によってtDCSに対する感受性を決定する簡単な方法がないため、すべての被験者に対して単一のプロトコルが適用される。第二に、刺激領域を正確に推定することは非常に困難です。

人は架空の領域についてしか話すことができません。第三に、オフライン刺激効果の持続時間を推定することも困難です。おそらく、刺激の主な効果は、刺激の終了後1時間まで観察される。

しかし、刺激の効果は、刺激の1日後でも検出できることがあります。刺激には、カソーダル、標的領域上の陰極電極、アノーダル、アノードがターゲット領域、プラセボ、またはシャム刺激の3種類があります。5×5センチメートルのスポンジ電極を使用してください。

電極は、塗布前に5分間生理食塩水に浸す必要があります。脳の他の領域に対する刺激の影響を最小限に抑えるために、右腕の基部にアノダル電極を右側に置く。2×5センチのスポンジ電極を使用しています。

電極塗布ゾーンの境界を越えて溶液が広がるのを防ぐために特に注意する必要があります。周囲の電極領域を乾燥させておくためには、特別な注意が必要です。陰極刺激のための最適なプロトコルは10分間の1ミリアンペア電流による刺激である。

まず、最初の20秒間に電流が1ミリアンプに上昇し、刺激の終わりに刺激の最後の20秒でゼロに減少します。新しい単語を含む文脈の文を持つセットは、ランダムな順序で表示されます。各文は単語ごとに単語のプレゼンテーションで始まります。

この後、文章全体が画面に表示され、完全な理解が得られます。参加者は、文全体を読んだ後、左手の人差し指で示された応答ボタンを押す必要があります。左手は、左半球の言語エラーとの干渉を減らすために使用されます。

文の提示期間は5秒です。すると、画面の中央に 500 ミリ秒の十字線が表示され、次の文が開始されます。文章のセットは、2秒間、3つの十字の外観によって互いに分離されます。

新しい概念のプレゼンテーションは、文の単語が点滅する前に、500ミリ秒間別の十字線が存在して始まります。各単語は500ミリ秒、空の画面、1つの文内の単語間の背景色が300ミリ秒で表示されます。言語処理に対するtDCSの影響は知られていないため、異なるテストのバッテリーを使用しました。

一晩の統合段階の直後と後の両方の学習効果を評価するには、刺激セットを2つのサブセットに分解し、刺激条件に均等に分散し、被験者グループ全体で相殺することをお勧めします。学習プロトコルの直後と24時間の遅延の後に、評価タスクを実行しています。このプロトコルは、連続分布から来る2つのサンプルセットを、ウィルコックス検定とランクサム検定、またはマン・ホイットニーU検定、または分布が正規の場合はサンプルT検定の中央値と比較する異なるテストを使用してデータ分析を行うことができます。

各グループ内では、2つの評価セッション間で精度スコアと反応時間に顕著な違いがありました。シャムグループでは、最初の日の単語認識は2日目よりも大幅に優れていた。陰極グループでは、認識タスクにおける陰極反応時間の遅延は、最初の日の競合他社の擬似語よりも新しい単語では大幅に速かったが、2番目の日には速くはなかった。

語彙決定タスクの結果は、陰極刺激の後、1日目と2日目の両方で、疑似語の競合他社よりも新しい単語のパフォーマンスが大幅に向上したことを示しました。しかし、シャムグループでは、この効果は2日目にのみ有意でした。ウェルニッケの領域によってここに例示された言語皮質のtDCSは、行動結果の複雑なパターンを生成します。

tDCS後の新しい単語の文脈的な提示は、単語形態の獲得の同時研究の可能性を著しく拡大し、その意味論を。さまざまな効果を取り外すには、さまざまなテストのバッテリーが必要であり、異なるレベルの短期および長期記憶、語彙アクセス、セマンティック処理などでプロセスをテストすることができます。一過性刺激段階で達成された認知効果は、より長い期間にわたって維持され、したがって、実用的な設定でのワード獲得と処理を調節するために使用される可能性があります。