Transcraniële gelijkstroom stimulatie (tDCS) van de gebieden van Wernicke en Broca in studies naar taalverwerving en woord overname

De neurobiologische mechanismen van menselijke taal functie zijn nog steeds slecht begrepen. Als het fundament van ons communicatievermogen speelt deze unieke humane Neurocognitieve eigenschap een bijzonder belangrijke rol in ons persoonlijk en sociaal-economisch leven. Alle tekorten die van invloed zijn op spraak en taal zijn desastreus voor de patiënten en duur voor de samenleving. Op hetzelfde moment, in de kliniek, procedures voor de behandeling van spraak tekorten (zoals afasie) blijven suboptimaal, niet in het minst als gevolg van slecht begrip van de neurobiologische mechanismen die betrokken zijn¹. In onderzoek hebben de recente opkomst en snelle ontwikkeling van neuroimaging-methoden geleid tot meerdere ontdekkingen die activerings patronen beschrijven; Toch ontbreekt het causaal bewijs vaak nog. Bovendien, taalgebieden van de hersenen bevinden zich enigszins suboptimaal voor de toepassing van mainstream neurostimulatie benaderingen die causaal bewijs kunnen bieden, vooral de Transcraniële magnetische stimulatie techniek (TMS). Overwegende dat offline TMS-protocol, zoals theta burst-stimulatie, pijn kan veroorzaken als gevolg van de nabijheid van de spieren tot het punt van stimulatie, “online” TMS-protocollen kunnen geluids artefacten van stimulatie introduceren, wat ongewenst is als gevolg van interferentie met taalkundige stimulerings presentatie². Hoewel TMS op grote schaal wordt gebruikt in taal studies ondanks dergelijke ongemakken, kan een welkom alternatief worden geboden door andere stimulatie methoden, met name Transcraniële directe-stroom stimulatie (tDCS). In de afgelopen jaren heeft tDCS een opmerkelijke groei in het gebruik gezien vanwege de toegankelijkheid, het gebruiksgemak, de relatieve veiligheid en vaak nogal opvallende uitkomsten³. Hoewel de precieze mechanismen die de tDCS-invloed op neurale activiteit ten grondslag liggen, niet volledig worden begrepen, is de mainstream-weergave dat, althans bij lage intensiteitsniveaus (meestal 1-2 mA voor 15-60 min), het geen neurale excitatie of remming per se veroorzaakt. , maar moduleert in plaats daarvan het rust-transmembraan potentieel op een gesorteerde manier naar de-of hyperpolarisatie, waarbij de excitatie drempels omhoog of omlaag worden verschoven en waardoor het neurale systeem meer of minder vatbaar is voor modulaties door andere gebeurtenissen, stimuli, Staten of gedragingen^4,5. Terwijl de meeste van de tot nu toe gemelde toepassingen gericht zijn op de motorische functie⁶ en/of de tekorten van het motorsysteem, is het steeds meer toegepast op cognitieve functies van een hoger niveau en hun respectieve handicaps. Er is een toename van de toepassing ervan op spraak en taal, vooral in onderzoek gericht op het herstel van de na-beroerte afasie^7,8,9, hoewel het tot nu toe heeft geleid tot gemengde resultaten met betrekking tot de therapeutisch potentieel, stimulatie plaatsen en hemisferen, en optimale stroom polariteit. Aangezien dit onderzoek, en in het bijzonder de toepassing van tDCS in de Cognitieve neurobiologie van de normale taal functie, nog steeds in de kinderschoenen staat, is het cruciaal om procedures te afbakenen voor het stimuleren van ten minste de kerntaal cortices (vooral Wernicke’s en De gebieden van Broca) met behulp van tDCS, een van de hoofddoelstellingen van het huidige rapport.

Hier zullen we rekening houden met de toepassing van tDCS op taalgebieden in een Word-Learning experiment. In het algemeen wordt het geval van woord leren hier opgevat als een voorbeeld van een neurolingstypenexperiment, en het tDCS-gedeelte van de procedure mag niet wezenlijk veranderen voor andere soorten taal experimenten die op dezelfde gebieden zijn gericht. Toch gebruiken we deze gelegenheid om ook belangrijke methodologische overwegingen te belichten in een woord overname experiment per se, dat het tweede belangrijkste doel van de huidige protocol beschrijving is. Hersenmechanismen die het verwerven van woorden ten grondslag liggen – een alomtegenwoordige menselijke capaciteit in de kern van onze taalkundige communicatievaardigheid – blijven grotendeels onbekend¹⁰. Door het beeld te compliceren, verschilt de bestaande literatuur sterk in de manier waarop experimentele protocollen de verwerving van woorden bevorderen, de controle over de stimulatie parameters en de taken die worden gebruikt om de leerresultaten te beoordelen (zie bijvoorbeeld Davis et al.¹¹). Hieronder beschrijven we een protocol dat zeer gecontroleerde stimuli en presentatiemodus gebruikt, terwijl we zorgen voor een naturalistische, door de context gestuurde verwerving van een nieuwe vocabulaire. Bovendien gebruiken we een uitgebreide reeks taken om de uitkomsten van gedragingen op verschillende niveaus te beoordelen, zowel onmiddellijk na het leren als na een nachtelijke consolidatiefase. Dit wordt gecombineerd met Sham en kathodal tDCS van taalgebieden (we maken een speciaal voorbeeld met behulp van Wernicke’s gebied stimulatie) die causaal bewijs kan leveren over de onderliggende neurale processen en mechanismen.