وقد أثبت التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) لتكون أداة مفيدة في التحقيق في دور القشرة الحركية تلفظي في إدراك الكلام. توضح هذه المقالة كيفية تسجيل السيارات إمكانات أثار (أعضاء البرلمان الأوروبي) من عضلات الشفة وكيفية تعطيل التمثيل الشفة المحركات باستخدام TMS المتكررة.
وقد أثبت التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) لتكون أداة مفيدة في التحقيق في دور القشرة الحركية تلفظي في إدراك الكلام. وقد استخدم الباحثون واحد نبض والمتكررة TMS لتحفيز التمثيل الشفة في القشرة الحركية. استثارة تمثيل محرك الشفة يمكن التحقيق من خلال تطبيق نبضات TMS احد فوق هذه المنطقة القشرية وتسجيل أثار يسببها TMS السيارات الإمكانات (أعضاء البرلمان الأوروبي) عن طريق أقطاب موصولة إلى عضلات الشفة (الكهربائي؛ EMG). أعضاء البرلمان الأوروبي أكبر تعكس زيادة استثارة القشرية. وقد أظهرت الدراسات أن زيادة استثارة أثناء الاستماع إلى الكلام وكذلك أثناء مشاهدة الحركات المتعلقة بالتعبير عن الرأي. TMS يمكن استخدامها أيضا لتعطيل التمثيل السيارات الشفة. وقد تبين قطار 15 دقيقة من التردد المنخفض شبه عتبة التحفيز المتكررة لقمع استثارة المحرك ل15-20 دقيقة أخرى. هذا الاضطراب الناجم عن TMS للتمثيل الشفة المحرك يضعف اللاحقةأداء المهام في المطالبة تصور الكلام وينظم الاستجابات السمعية-القشرة لأصوات الكلام. هذه النتائج تتفق مع الاقتراح الذي يسهم القشرة الحركية إلى إدراك الكلام. توضح هذه المقالة كيفية توطين تمثيل الشفة في القشرة الحركية وكيفية تحديد كثافة التحفيز المناسبة لتنفيذ كل من نبض واحد والتجارب وTMS المتكررة.
تصور الكلام هو المهارة التي تتطلب تطلبا ترميز الإشارات السمعية واردة معقدة ومتغيرة إلى حد كبير. في حين أنه من غير مثيرة للجدل أن القشرة السمعية تلعب دورا حاسما في معالجة الكلام، سواء المناطق الحركية التي تتحكم في حركات مفاصل (مثل الشفاه) أثناء إنتاج الكلام يسهم أيضا في الكلام يبقى التصور موضوع التحقيق النشط والنقاش العلمي 1 – 5. الفكرة التي تشارك في التمثيل الحركي التصور التعبير ليست رواية. وفقا لنظرية الحركية ليبرمان التعبير التصور 6،7 المستمع يدرك الكلام من خلال محاكاة "لفتات تلفظي المقصود" من المتكلم. وقد ثبت TMS ليكون أداة قوية في التحقيق في دور المفترضة من القشرة الحركية تلفظي خلال إدراك الكلام (للمراجعة، انظر 8). تركز هذه المقالة على تحفيز التمثيل السيارات الشفاه باستخدام واحد نبض وتقنيات TMS المتكررة.
وقد وفرت واحد نبض TMS وسيلة فعالة للغاية لتحقق في الصلة بين القشرة الحركية ومعالجة الكلام 8-10. أثار البقول TMS احدة تطبيقها على القشرة الحركية الأولية (M1) انتزاع إمكانات محرك (أي أعضاء البرلمان الأوروبي) في الهدف المقابل العضلات التي يمكن تسجيلها باستخدام الكهربائي (EMG). أعضاء البرلمان الأوروبي سجلت من عضلات اليد (الأولى بين العظمية الظهرية؛ FDI) ذروة ما يقرب من 24 ميللي ثانية بعد النبض، في حين سجلت أعضاء البرلمان الأوروبي من عضلات الشفة (الفم الدويرية؛ OO) ذروة ما يقرب من 15 ميللي ثانية بعد نبض (انظر الشكل 1). هذا يعكس الاختلافات في المسافة من القشرة الحركية إلى الشفتين وعضلات اليد؛ مسار القشرة الصلبية على الشفاه أقصر من مسار-القشرة الفقري لليدين. شدة النبض المطلوبة للحصول على MEP يختلف كثيرا عبر المشاركون، على الأرجح تعكس اختلافات تشريحي عصبي وdifferences في الجمجمة سمك 11. السعة من الهندسة الكهربائية والميكانيكية تعتمد على حالة وظيفية للنظام المحرك، مع نبضات من شدة المستمر يحفز أعضاء البرلمان الأوروبي أكبر عندما يتم التعاقد العضلات المستهدفة مقارنة عندما عضلة استرخاء. توفير قياسات الهندسة الكهربائية والميكانيكية وسيلة دقيقة لإضفاء الطابع المحلي على تمثيلات القشرية من العضلات المختلفة في كل مشارك فضلا عن تطبيع كثافة TMS بين الموضوعات. يوفر هذا الأسلوب أيضا مقياسا مباشرا (أي السعة MEP) لاستثارة الحركية النسبية إلى المتغير المستقل في المصالح. على سبيل المثال، أظهرت الدراسات TMS نبض واحد وأن التحفيز من الشفة تمثيل أعضاء البرلمان الأوروبي يدفع أكبر (أي زيادة استثارة) عند الاستماع إلى الكلام ومشاهدة حركات الشفاه المتعلقة بالتعبير عن الرأي 10،12،13. وأظهرت الدراسة PET مجتمعة وTMS نبض واحد وأن استثارة الجهاز الحركي كلمة له خلال التصور السمعية الكلام التضمين في جزء من النشاط فيالخلفي غادر التلفيف الجبهي السفلي 14.
في حين واحد نبض TMS يمكن أن تثبت التغيرات في استثارة الجهاز الحركي خلال التصور الكلام فإنه لا يشير إلى ما إذا كانت القشرة الحركية يسهم في معالجة الكلام. TMS المتكررة (rTMS) يمكن استخدامها لإحداث انقطاع مؤقت (أي "آفة الظاهرية") في القشرة الحركية 15. هذا النهج "الآفة افتراضية" يمكن التحقيق في كلمة له خلال التصور، واختلال للرقابة على المدى القصير إلى منطقة محورية في الجهاز الحركي. و"الآفات الظاهرية" التي تسببها TMS تختلف عن آفات حقيقية في كثير من الأحيان المرضى التي تغطي المناطق القشرية على نطاق واسع مما أدى إلى إعادة تنظيم وظيفي في الدماغ مع مرور الوقت. عادة مقارنة الدراسات المريض سلوك المرضى إلى مجموعة مراقبة، ونادرا ما توفر المعرفة من الأداء قبل السكتة الدماغية / الآفة. باستخدام rTMS فمن الممكن لتحقيق قدرة المشاركين على أداء قالمهام التصور peech مع وبدون انقطاع المحرك، وبالتالي فحص ما إذا كانت هذه الاضطرابات المساهمة في الأداء.
شبه عتبة rTMS التردد المنخفض يمكن استخدامها لتعطيل التمثيل الشفة السيارات مؤقتا وكان قد تم استخدامها للتحقيق في دور القشرة الحركية تلفظي في خطاب التصور 16-18. في هذه التجارب، واستخدمت تسلسل نبض الطور لأن الطور rTMS التردد المنخفض وقد ثبت أن تكون أكثر فعالية في خفض استثارة القشرية مقارنة rTMS ثنائي الطور 19. حجم أعضاء البرلمان الأوروبي سجلت من الشفاه النقصان بعد القطار 15 دقيقة من دون العتبة البقول TMS الطور تطبيقها بمعدلات أقل من 1 هرتز أي استثارة المحركات قمعت 18. يضعف هذا الاضطراب الناجم عن rTMS أيضا المستمعين القدرة على إدراك قاطع الاستمراريه الصوتية التي تتراوح بين اثنين من خطاب الأصوات التي اختلفت في مكان النطق (مثل 'با & #39؛ مقابل 'دا' و 'السلطة الفلسطينية' مقابل 'تا'). أداء ضعاف بعد تعطل القشرة الحركية الشفة تشير إلى أن الجهاز الحركي يسهم في إدراك الكلام. اختلال تمثيل محرك اليد له أي تأثير على الإدراك القاطع لأصوات الكلام. هذه النتائج تتفق مع نتائج دراسات سابقة تظهر أن rTMS التردد المنخفض تطبيقها على القشرة أمام الحركية يضعف الأداء في مهمة التمييز الصوتي عند استخدام المقاطع المعروضة في الضوضاء بالمقارنة مع مهمة مراقبة التمييز اللون المتطابقة على صعوبة وبناء المهمة ونوع الاستجابة 20. وتبين هذه الدراسات أن rTMS هو وسيلة فعالة للغاية لاستكشاف الدوائر السمعية والحركية التي قد تدعم كلا من إنتاج الكلام والإدراك. ويمكن أيضا rTMS التردد المنخفض استخدامها جنبا إلى جنب مع تقنيات التصوير العصبي لمزيد من التحقيق في هذه المسألة (انظر مناقشة).
خلال العقدين الماضيين، أصبح TMS طريقة تستخدم على نطاق واسع في علم الأعصاب الإدراكي، لأنها يمكن أن توفر المعلومات التي هي مكملة لتصوير الأعصاب. وقد وفرت أيضا علماء الكلام مع أدوات جديدة للتحقيق في ما إذا كان نظام إنتاج الكلام الحركية يمكن أن تشارك في التصور الكلام. على وجه التحديد، ويوفر TMS وسيلة هامة لاختبار ما إذا كان تجريبيا الدوائر العصبية التي تتحكم في صياغة خطاب وسهلت حين الاستماع إلى كلام، وسواء كانت هذه الدوائر تسهم في إدراك الكلام.
وصف هذا المقالة كيفية يمكن حفز تمثيل الشفة المحركات باستخدام TMS، وكيف تم استخدام كل واحد نبض والتقنيات TMS المتكررة لدراسة دور القشرة الحركية في التصور الكلام. الدراسات ذكرت هنا تقدم دليلا على أن القشرة الحركية يسهم في معالجة الكلام في الدماغ البشري. كما استخدمت نماذج أخرى TMS للتحقيق ليرة سوريةتجهيز eech في الجهاز الحركي. وقد ثبت البقول TMS المزدوج تسليمها عبر المحرك الشفة واللسان تمثيلات قبل المقاطع السمعية لتسهيل الاعتراف والشفاه واللسان مفصلية المقاطع، على التوالي 22. A نموذج الاقتران لفائف يمكن استخدامها لتحقيق الربط الفعال بين التمثيل الشفة والمناطق القشرية الأخرى خلال خطاب تصور 23. فقد تبين أن تتعزز الربط الفعال بين التمثيل الشفة السيارات والصدغي الجداري-مفرق والقشرة الأمامية السفلية أثناء الاستماع إلى الكلام، ولكن ليس أثناء الاستماع إلى الضوضاء البيضاء. ثيتا المتفجر المستمر التحفيز (CTBS) على مفترق الصدغي الجداري-ألغت الربط الفعال مع التمثيل الشفة السيارات، وتوفير مزيد من الأدلة على أن هذه المناطق القشرية تقترن وظيفيا خلال الاستماع إلى خطاب 23. ميزة CTBS على rTMS التردد المنخفض هو أن القطار قصيرة نسبيا من CTBS (<م> على سبيل المثال 40 ثانية) يمكن أن يؤدي إلى اختلال طويل الأمد في القشرة الحركية (ما يصل إلى 60 دقيقة) 24. ومع ذلك، فإن آثار CTBS على استثارة السيارات تختلف اختلافا كبيرا عبر المشاركون 25.
يمكن الجمع بين تقنيات التصوير العصبي مع TMS الأخرى التي تقيس نشاط الدماغ كله توفير نظرة ثاقبة كيف يؤثر TMS العمليات العصبية في كل من المناطق المجاورة والبعيدة القشرية أكثر. مناطق الدماغ تتفاعل مع بعضها البعض مما لا شك فيه أثناء عمليات الإدراك الحسي والمعرفي، وهكذا فمن غير المستغرب أن يسببها "الآفة افتراضية" في منطقة الدماغ لأحد أن تعدل عمل مناطق الدماغ الأخرى العاملة في نفس العملية. من أجل تعزيز فهم الأساس العصبي للإدراك الكلام، لا بد من التحقيق في كيفية تفاعل القشرة الحركية تلفظي مع المناطق السمعية في القشرة الصدغي العلوي أثناء الاستماع إلى الكلام وكيف تسهم هذه التفاعلات إلى إدراك الكلام. المشتركmbination من TMS مع تقنيات تصوير الدماغ يوفر وسيلة للتصدي لهذه الأسئلة. على سبيل المثال، فمن الممكن لدراسة تأثيرات الاضطرابات التي يسببها TMS في نظام تلفظي على معالجة إشارات الكلام في القشرة الصدغي العلوي باستخدام تخطيط كهربية الدماغ (EEG)، الدماغ المغناطيسي (MEG)، وظيفية التصوير بالرنين المغناطيسي والتصوير المقطعي انبعاث البوزيترون (PET). الجمع بين التجارب rTMS التردد المنخفض وEEG إثبات أن اضطراب TMS التي يسببها في القشرة الحركية تلفظي ينظم التمييز التلقائي للكلمة، ولكن ليس غير الكلام والأصوات في الجهاز السمعي، وتبين أن هذه الأنظمة تتفاعل خلال معالجة الكلام 16. مزيج من rTMS مع MEG هو أيضا وسيلة قوية للتحقيق في توقيت التفاعلات السمعية والحركية 17.
ومع ذلك، لا يزال الغموض يكتنف العلاقة بين إنتاج الكلام والإدراك. يمكن TMS جنبا إلى جنب مع المهام الكلام وتقنيات تصوير الأعصاب إضافية مساعدةالعلماء لتحسين فهم الأسس العصبية للإدراك الكلام والإنتاج، وما إذا كانت تتداخل.
The authors have nothing to disclose.
RM كان مدعوما من مجلس البحوث الطبية (الزمالة التطوير الوظيفي). وأيد JR من قبل ويلكوم ترست (منحة المشروع منحت لKEW وRM). نود أن نشكر جنيفر Chesters لمساعدتها في جعل الفيديو.
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
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 |