IEEE trans:经颅脑刺激对言语理解的受到影响

2022-02-14 11:58:43 来源:
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音韵不远处理方法只能里面枢神经元系统实时不远处素、音节和单词级别的信息。里面枢神经元系统大脑皮质活动音韵送达器的宽带平方根,这最大限度将音韵切分形同常为同的机能单元。值得注意是,脑磁三幅和大脑皮质的出有探测表明,常为对于视频送达器,以两种常为同的提前出有现。因此,左右100ms的最初提前似乎与不远处理方法较低水平的电学特征(如沙哑幅度和单词)有关,而左右250ms的较粗大提前或许总结了对更为复杂的语法构造(如词汇和语句信息)的神经元不远处理方法。

本文的用意是数据分析经颅脑抑制和光容器对言行了解的冲击。如果稍短发病和粗大发病音韵平方根的神经元在音韵不远处理方法里面造就常为同的效用,例如分别用作较低水平的电学不远处理方法和较高水平的语法不远处理方法,则可以预想这种差异。当用精心设计音韵平方根的和光容器抑制里面枢神经元系统时,稍短发病和粗大发病组分的常为同效用应以该显现出有来,常为对于视频送达器,稍短发病和粗大发病组分都被常为应以的神经元组分的发病提前,并且被常为同的常为移。值得注意地,人们期望音韵平方根和视频送达器常为互间的某个常为移激发音韵了解的提升,而另一个常为移激发音韵了解的减弱。同时,这或许会造形同一个不稳定性性的复合音韵了解根据过渡阶段的抑制。如果稍短发病和粗大发病对音韵平方根的神经元在音韵不远处理方法里面起着常为同的效用,那么这两个发病对音韵了解的不稳定性性复合或许常为同。

17名测试者(8名女性,9名形同年)加入了本数据分析。测试者被重现由四个形同年讲出者合组的背景杂音里面的期望女性沙哑所说的稍短语(三幅1)。加入者同时做经颅和光抑制。不来完一个稍短语后,加入者多次重复他们不来到的内容,他们的答案被记录下来,并通过自动音韵到文档转换完形同高达分。通过自适应以流程改变稍短语的信噪比(SNR),以评量与稍短语送达频率(SRT)常为完全一致以的SNR(频率为50%)。

每个加入者的SRT历程为16种常为同范例的经颅脑抑制。作为依此必无需, 应以用实为抑制,之外一个稍短时间的初始和光容器,只能持续500毫秒。选用直流阳极和直流负极抑制作为额外的抑制方法。实验分为两个大部分,每个大部分评量测试者在八种常为同范例的和光容器抑制下的SRT。对于每个加入者,16种常为同范例的经颅和光容器在两个施打里面被随机常为应,并且他们在每个施打里面的重现以此类推也被随机常为应(每个施打里面评量8种状况)。这造形同了一个双盲实验,加入者和实验者都不知道施予和光容器范例的以此类推,直到实验的两大部分都过后。

分析方法

青年人们坐到光线光亮的消声室里面的舒适的椅子上,阳极放在背上,阻抗小于10kΩ . 为每个加入者分别选择用作抑制的最小和光容器强度。为此,提出异议有了持续5秒的3赫兹平方根涨落。振幅由100不断缩小μ最小值为1500μ以100步为单位μ一个。17名加入者的最小和光容器范围为0.2 mA–1.5 mA(高达0.9 mA,标准差0.42 mA)。昆虫和三维数据分析表明,通过表面积为35 cm2的阳极施予的最小和光容器为1.5 mA,小于触发单个神经元元动作和光位所无需的频率。因此,外加和光容器可惹来大脑皮质活动,但一定会惹来大脑皮质活动。在每个实验片段之前的一个概要的练习片段里面,以便熟悉期望音韵和背景噪声的范例。期望沙哑的声级固定在75分贝声压级。

沙哑和和光抑制都是在和光脑(Windows7内核)上以数字方法激发的。这两个送达器都通过USB-6212 BNC电子装置转换形同精心设计波形。然后沙哑抑制通过微控制器并终究插入听筒,听筒被放有在测试者的耳道里面。和光抑制电子装置将和光压送达器转换形同所无需的和光容器。通过神经元抑制电子装置监测和光容器送达器。两个神经元抑制电子装置分别连结到两个橡胶胸口阳极上,一个用作抑制,另一个用作返回和光容器。为了减缓胸口阻抗并赢取良好的接触,将橡胶阳极周边的海绵垫放在背上之前用0.9%的水里多雨。两个抑制阳极被放有在国际10-10系统的T7和T8位置的不来觉大脑皮质上。将赢取的送达器常为对于视频送达器移动了这两个提前。因此,和光容器抑制总体于音韵送达器100ms或250ms。

首先解析了运用于的音韵送达器的平方根有着曾三度,并且它们不受单独频率的支配。见到类星体在1-12Hz的频率范围说明了出有显着的贡献。因为类星体在至少2赫兹不远处说明了出有一个峰值,完全一致以于500毫秒的不稳定性。自常为关在0ms时出有现单峰,但在30ms时无显着常为关−500毫秒、500毫秒或其他间隔时间延迟。因此,音韵送达器是非不稳定性的。实质性二阶了音韵平方根的常为位转轴和间隔时间转轴常为互间的父子关系。对于平方根变异的送达器,常为位转轴实际上常为当于间隔时间上的某个转轴,并且这在推算由常为同常为位和常为同提前转轴的此类送达器常为互间的常为关性时变得明显。

平方根线在间隔时间和常为位上移动的父子关系

为了实质性解析某个常为位转轴的音韵平方根与被某个提前提前的平方根是实质上的,推算了常为同常为位变异和常为同间隔时间转轴的平方根的常为关性。只有在发病差异不至少100毫秒的状况下,这些送达器才会显着常为关。尤其是提前小于−100ms或极小100ms与不能间隔时间提前但被任何常为位移动的平方根不常为关。因为250ms的提前和100ms的提前常为距至少100ms,所以100ms提前时的常为移平方根与250ms提前时的常为移平方根是实质上的。稍短发病100ms和粗大发病250ms常为互间,通过抑制过渡阶段对言行了解的可调是常为同的。值得注意是,每个发病增加/减少言行了解的抑制过渡阶段是常为同的。

在两个常为同的发病对言行了解的常为同可调或许总结了两个发病在言行精制里面所起的常为同效用。对音韵不远处理方法的神经元功能的实质性了解或许造形同用作音韵提升的更为好类别的和光容器抑制,并且和光容器抑制反过来或许共享探索音韵了解的神经元功能的工具,当我们将每个测试者的过渡阶段与给予该测试者最佳言行了解的过渡阶段倒置时,言行了解的复合变得极为嘈杂且不那么显着。这表明神经元抑制改善和减缓言行了解的过渡阶段在被试常为互间是常为对一致的。事实上,在发病为250毫秒时,我们观察到每个测试者的值得一提的是常为分布不均匀,围住在60毫秒数。

关于抑制过渡阶段对言行了解的可调, 选用了两种常为同的总和显着性检验,断定有了一些常为同的结果。只有250毫秒的提前和120毫秒的不稳定性才有显着变异.在最初和最初发病的经颅和光容器抑制都以非线性方法可调言行了解。这一见到基于SRT常为位依赖性的多不稳定性三维。通过和光容器抑制对大脑皮质倾倒的复合或许是非线性的,通过音韵平方根的神经元对音韵了解的复合也是非线性的。对这种显着非线性性质的实质性数据分析可选用神经元网络物理现象的推算三维,例如通过近来提出异议有的用作音韵区块的尖峰神经元网络,并可概述如何冗余和光容器抑制以复合噪声了解里面的音韵。

本文结果除了在噪声了解里面常规言行的潜在应以用外,声和光牵头抑制为神经元系统疾病的非外科手术治疗法开辟了或许性.

S. Kadir, C. Kaza, H. Weissbart and T. Reichenbach, "Modulation of Speech-in-Noise Comprehension Through Transcranial Current Stimulation With the Phase-Shifted Speech Envelope," in IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, vol. 28, no. 1, pp. 23-31, Jan. 2020, doi: 10.1109/TNSRE.2019.2939671.

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