IEEE trans:经颅脑刺激对说话理解的影响

2021-12-27 01:40:12 来源:
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音位处置才可要脑干实时处素、音节和单词级别的资讯。脑干神经纤维举办活动音位时域的宽带发散,这有助于将音位分立变为各有不同的功能性单元。相当多是,脑磁图和神经纤维的MRI测量暗示,相比较音频时域,以两种各有不同的提早不止现。因此,分之一100ms的早期提早只不过与处置较高技术水平的物理现象特征(如刺耳略微和喉音)有关,而分之一250ms的较宽提早确实解读了对更比较简单的语种本体(如语法和文法资讯)的之中枢中枢神经系统处置。

本文的目的是学术研究经颅脑激发电容器对冲动忽略的影响。如果较短溃疡和宽溃疡音位发散的之中枢中枢神经系统在音位处置之中造就各有不同的相关联,例如分别主要用途较高技术水平的物理现象处置和高技术水平的语种处置,则可以预期这种差异。当用三维音位发散的电容器激发脑干时,较短溃疡和宽溃疡变为分的各有不同相关联确实显现不止来,相比较音频时域,较短溃疡和宽溃疡变为分都被具体来说的之中枢中枢神经系统变为分的溃疡提早,并且被各有不同的折射。相当多地,人们期望音位发散和音频时域二者之间的某个折射产生音位忽略的减慢,而另一个折射产生音位忽略的减慢。同时,这确实会导致一个有规律性的包络音位忽略根据前期的激发。如果较短溃疡和宽溃疡对音位发散的之中枢中枢神经系统在音位处置之中起着各有不同的相关联,那么这两个溃疡对音位忽略的有规律性包络确实各有不同。

17名均受补者(8名成年人,9名男性)投身于了本学术研究。均受补者被显现出由四个男性咒骂者组变为的背景以致于之中的要能成年人刺耳所说的较短语(图1)。行动者同时接均受经颅电激发。问先一个较短语后,行动者多次重复他们问到的细节,他们的作答被记录下来,并通过自动音位到句法叠加进行评分。通过自适应程序在偏离较短语的传输速率(SNR),以评估与较短语转送阈值(SRT)相互换的SNR(阈值为50%)。

每个行动者的SRT经历为16种各有不同基本的经颅脑激发。作为对应状况, 应用于真激发,以外一个较在此期间的初始电容器,仅持续500毫秒。选用直流阳极和直流阴极激发作为额除此以外的激发形式。实验包含两个除此以外,每个除此以外评估均受补者在八种各有不同基本的电容器激发下的SRT。对于每个行动者,16种各有不同基本的经颅电容器在两个化疗之中被随机平均分配,并且他们在每个化疗之中的显现出顺序排列也被随机平均分配(每个化疗之中评估8种状况)。这导致了一个双盲实验,行动者和贝克曼都不真的受制于电容器基本的顺序排列,直到实验的两除此以外都终止。

新方法

志愿者们坐下光线夜晚的消声室里舒适的书桌上,电阻摆放在额头,增益小于10kΩ . 为每个行动者分别同样主要用途激发的仅有电容器强度。为此,提不止了持续5秒的3赫兹包络波动。振幅由100日趋增大μ仅有值为1500μ以100步为其他部门μ一个。17名行动者的仅有电容器范围为0.2 mA–1.5 mA(平均0.9 mA,均值0.42 mA)。动物和模型学术研究暗示,通过表面积为35 cm2的电阻受制于的仅有电容器为1.5 mA,低于触发单个之中枢中枢神经系统元动作电位所才可的阈值。因此,除此以外加电容器可引发神经纤维举办活动,但不会引发神经纤维举办活动。在每个实验片段在此之后的一个简较短的锻炼片段之中,以便熟悉要能音位和背景信道的基本。要能刺耳的声级浮动在75分贝声压级。

刺耳和电激发都是在电脑系统(Windows7操作系统)上以数字形式产生的。这两个时域都通过USB-6212 BNC设备还原变为三维时域。然后刺耳激发通过网络设备并最终插入遥控器,遥控器被放置在均受补者的耳道之中。电激发组件将电压时域还原变为所才可的电容器。通过之中枢中枢神经系统激发组件出现异常电容器时域。两个之中枢中枢神经系统激发组件分别连接到两个塑胶后背电阻上,一个主要用途激发,另一个主要用途返回电容器。为了减小后背增益并拿到良好的注意到,将塑胶电阻四周的海绵垫摆放在额头在此之后用0.9%的盐水湿润。两个激发电阻被放置在国际10-10系统的T7和T8所在位置的问觉神经纤维上。将拿到的时域相比较音频时域旋转了这两个提早。因此,电容器激发滞后于音位时域100ms或250ms。

首先验证了使用的音位时域的发散带有广谱,并且它们不均受单独kHz的支配。发现可见光在1-12Hz的kHz范围内显示不止相当大的贡献。因为可见光在大分之一2赫兹处显示不止一个峰值,互换于500毫秒的有规律。自相当多在0ms时不止现单峰,但在30ms时无相当大相当多−500毫秒、500毫秒或其他时间差。因此,音位时域是非有规律的。更进一步真设了音位发散的脉冲可视和时间可视二者之间的父子关系。对于包络波动的时域,脉冲可视本来总和时间上的某个可视,并且这在近似值由各有不同脉冲和各有不同提早可视的此类时域二者之间的相当多性时愈发明显。

发散线在时间和脉冲上旋转的父子关系

为了更进一步验证某个脉冲可视的音位发散与被某个提早提早的发散是独立的,近似值了各有不同脉冲波动和各有不同时间可视的发散的相当多性。只有在溃疡差异不高达100毫秒的只能,这些时域才会相当大相当多。尤其是提早小于−100ms或大于100ms与没有时间提早但被任何脉冲旋转的发散不相当多。因为250ms的提早和100ms的提早相距高达100ms,所以100ms提早时的折射发散与250ms提早时的折射发散是独立的。较短溃疡100ms和宽溃疡250ms二者之间,通过激发前期对冲动忽略的缓冲是各有不同的。相当多是,每个溃疡增加/减少冲动忽略的激发前期是各有不同的。

在两个各有不同的溃疡对冲动忽略的各有不同缓冲确实解读了两个溃疡在冲动加工之中所起的各有不同相关联。对音位处置的之中枢中枢神经系统系统的更进一步忽略确实导致主要用途音位减慢的更好一般来说的电容器激发,并且电容器激发反过来确实共享探寻音位忽略的之中枢中枢神经系统系统的方法,当我们将每个均受补者的前期与拒绝接受该均受补者最佳冲动忽略的前期可视时,冲动忽略的包络愈发更加嘈杂且不那么相当大。这暗示之中枢中枢神经系统激发增加和减小冲动忽略的前期在被补二者之间是比起一致的。事实上,在溃疡为250毫秒时,我们观察到每个均受补者的常规相产自不各向同性,聚集在60毫秒近。

关于激发前期对冲动忽略的缓冲, 选用了两种各有不同的统计相当大性检验,得不止了一些各有不同的结果。只有250毫秒的提早和120毫秒的有规律才有相当大波动.在早期和晚期溃疡的经颅电容器激发都以非线性形式缓冲冲动忽略。这一发现基于SRT脉冲相关联的多有规律模型。通过电容器激发对神经纤维夹带的包络确实是非线性的,通过音位发散的之中枢中枢神经系统对音位忽略的包络也是非线性的。对这种相当大非线性性质的更进一步学术研究可选用之中枢中枢神经系统网络物理现象的近似值模型,例如通过近来提不止的主要用途音位编码器的周一之中枢中枢神经系统网络,并可揭示如何优化电容器激发以包络信道忽略之中的音位。

本文结果除了在信道忽略之中辅助冲动的潜在应用于除此以外,声电协同激发为之中枢中枢神经系统系统疾病的非侵入性治疗开辟了确实性.

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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