IEEE trans:经颅脑刺激对言语解释的影响

2021-10-13 17:23:11 来源:
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口语执行所须大脑实时执行音素、音节和后缀级别的数据。大脑小脑娱乐活动行踪口语讯号的CDMA二阶,这有助于将口语分割成各有不同的功能区块。之外是,脑磁所示和小脑行踪的脑电所示探测表明,近似于音频讯号,行踪以两种各有不同的推迟出现。因此,约100ms的早期推迟似乎与执行较低水准的二阶基本特征(如声音波幅和音素)有关,而约250ms的较宽推迟或许突显了对更繁杂的自然语言构造(如语法和语义学数据)的大脑执行。

本文的目的是研究工作经颅脑诱发电阻对话语解读的影响。如果窄水痘和高约水痘口语二阶的大脑行踪在口语执行中会发挥各有不同的依赖性,例如分别主要用途较低水准的二阶执行和较高水准的自然语言执行,则可以预期这种差别。当用模拟口语二阶的电阻诱发大脑时,窄水痘和高约水痘成分的各有不同依赖性确实显现出来,近似于音频讯号,窄水痘和高约水痘成分都被相应的大脑成分的水痘推迟,并且被各有不同的相干。之外地,人们期待口语二阶和音频讯号两者之间的某个相干消除口语解读的减慢,而另一个相干消除口语解读的减弱。同时,这就会导致一个不稳定性的解调口语解读根据前期的诱发。如果窄水痘和高约水痘对口语二阶的大脑行踪在口语执行中会起着各有不同的依赖性,那么这两个水痘对口语解读的不稳定性解调或许各有不同。

17名病人(8名女性,9名男性)参与了本研究工作。病人被呈现由四个男性说话者分成的背景杂音中会的能够女性声音所说的窄语(所示1)。旁观者同时接受经颅电诱发。听完一个窄语后,旁观者重复他们听到的内容,他们的答案被说明了,并通过自动口语到文本转换进行打分。通过二阶程序改变窄语的频率(SNR),以分析报告与窄语接管持续性(SRT)相对应的SNR(持续性为50%)。

每个旁观者的SRT境况为16种各有不同表达方式的经颅脑诱发。作为对照条件, 广泛应用所谓诱发,仅限于一个窄暂的初始电阻,仅持续500毫秒。采用直流正极和直流阴极诱发作为额外的诱发方式。试验中可分两个部分,每个部分分析报告病人在八种各有不同表达方式的电阻诱发下的SRT。对于每个旁观者,16种各有不同表达方式的经颅电阻在两个疗程中会被随机分配,并且他们在每个疗程中会的呈现依序也被随机分配(每个疗程中会分析报告8种上述情况)。这导致了一个双盲试验中,旁观者和试验中者都不知道施加电阻表达方式的依序,直到试验中的两部分都就此结束。

控制系统性

医务人员们跪在光线昏暗的消声室里舒适的书桌上,线圈置于头上,阻抗极小10kΩ . 为每个旁观者分别选择主要用途诱发的最大电阻强度。为此,提出了持续5秒的3赫兹正弦振荡。振幅由100随之增大μ最大值为1500μ以100步为单位μ一个。17名旁观者的最大电阻仅限于为0.2 mA–1.5 mA(最少0.9 mA,标准差0.42 mA)。类动物和数学模型研究工作表明,通过表面积为35 cm2的线圈施加的最大电阻为1.5 mA,极低触发单个大脑元持续性所须的持续性。因此,另加电阻可引起小脑娱乐活动,但不会引起小脑娱乐活动。在每个试验中娱乐节目早先的一个简窄的练习娱乐节目中会,以便熟悉能够口语和背景噪声的表达方式。能够声音的声级一般而言在75分贝声压级。

声音和电诱发都是在电脑(Windows7操作控制系统)上以倍数方式消除的。这两个讯号都通过USB-6212 BNC设备转成模拟波形。然后声音诱发通过声卡并最终接在听筒,听筒被放于在病人的耳道中会。电诱发装置将电压讯号转成所须的电阻。通过大脑诱发装置风险评估电阻讯号。两个大脑诱发装置分别连接到两个软木头皮线圈上,一个主要用途诱发,另一个主要用途赶回电阻。为了降低头皮阻抗并获很好的接触,将软木线圈四周的海绵垫置于头上早先用0.9%的盐水湿润。两个诱发线圈被放于在国际10-10控制系统的T7和T8右边的听觉小脑上。将获的讯号近似于音频讯号移动了这两个推迟。因此,电阻诱发滞后于口语讯号100ms或250ms。

首先检验了常用的口语讯号的二阶具有抗病毒,并且它们不受单独频率的从属。断定光谱线在1-12Hz的频率在世界上结果显示出显着的功绩。因为光谱线在大约2赫兹附近结果显示出一个峰值,对应于500毫秒的生命期。自相关在0ms时出现单峰,但在30ms时无显着相关−500毫秒、500毫秒或其他偏移。因此,口语讯号是非生命期的。更进一步假设了口语二阶的频率响应反转和窄时间反转两者之间的联系。对于正弦变化的讯号,频率响应反转实质上差不多窄时间上的某个反转,并且这在近似值由各有不同频率响应和各有不同推迟反转的此类讯号两者之间的相关性时愈发明显。

二阶线在窄时间和频率响应上移动的联系

为了更进一步检验某个频率响应反转的口语二阶与被某个推迟推迟的二阶是单独的,近似值了各有不同频率响应变化和各有不同窄时间反转的二阶的相关性。只有在水痘差别不至少100毫秒的上述情况下,这些讯号才会显着相关。尤其是推迟极小−100ms或大于100ms与没有窄时间推迟但被任何频率响应移动的二阶不相关。因为250ms的推迟和100ms的推迟东边至少100ms,所以100ms推迟时的相干二阶与250ms推迟时的相干二阶是单独的。窄水痘100ms和高约水痘250ms两者之间,通过诱发前期对话语解读的抑制是各有不同的。之外是,每个水痘增加/减少话语解读的诱发前期是各有不同的。

在两个各有不同的水痘对话语解读的各有不同抑制或许突显了两个水痘在话语加工中会所起的各有不同依赖性。对口语执行的大脑功能的更进一步解读或许导致主要用途口语减慢的更好型式的电阻诱发,并且电阻诱发反过来或许发放探索口语解读的大脑功能的物件,当我们将每个病人的前期与给予该病人最佳话语解读的前期对齐时,话语解读的解调愈发更加嘈杂且不那么显着。这表明大脑诱发改善和降低话语解读的前期在被试两者之间是相对一致的。事实上,在水痘为250毫秒时,我们观察到每个病人的首选相属不均匀,聚集在60毫秒左右。

关于诱发前期对话语解读的抑制, 采用了两种各有不同的统计数字显着性检验,得出了一些各有不同的结果。只有250毫秒的推迟和120毫秒的生命期才有显着变化.在早期和晚期水痘的经颅电阻诱发都以非线性方式抑制话语解读。这一断定基于SRT频率响应依赖性的多生命期数学模型。通过电阻诱发对小脑全是的解调或许是非线性的,通过口语二阶的大脑行踪对口语解读的解调也是非线性的。对这种显着非线性其本质的更进一步研究工作可采用大脑网络动力学的近似值数学模型,例如通过最近提出的主要用途口语编码的停靠站大脑网络,并可揭示如何最优化电阻诱发以解调噪声解读中会的口语。

本文结果除了在噪声解读中会除此以外话语的潜在广泛应用外,声电联合诱发为大脑控制系统疾病的非侵入性治疗开辟了或许性.

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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