在这段视频中,我们描述了一个简单的时间和成本效益高的协议,用于使用颅内直流刺激进行心理和神经语言实验,旨在以自然主义,但完全控制的方式研究人脑皮质区域在单词学习中的作用,以及一套评估结果的综合行为程序。语言是人类大脑的一种非常重要但又不太了解的功能。虽然在语言理解过程中对大脑激活模式的研究非常丰富,但大脑区域参与特定功能的因果性证据是,尤其是由于这种能力的独特人性,以及缺乏神经生理工具来非侵入性地研究大脑中的因果关系。
近年来,使用颅直电流刺激(tDCS)的情况迅速上升,这是一种简单、廉价和安全的非侵入性技术,可以通过改变激发和抑制阈值来调节受刺激大脑区域的状态,从而能够研究其对特定功能的特殊贡献。在这里,我们将描述在心理语言学单词学习实验中使用tDCS。在这里,我们将考虑在单词学习实验中将tDCS应用到语言领域。
一般来说,这里以单词学习为例,作为神经语言实验的一个例子,对于针对相同区域的其他类型的语言实验,该程序的 tDCS 部分不应发生重大变化。然而,我们利用这个机会也突出了获取实验一词本身的主要方法考虑,这是本报告的第二个主要目标。获得当地立法要求的人类主题研究的所有法律和道德许可非常重要。
在我们的研究中,该许可由圣彼得堡大学研究伦理委员会批准。在隔音或至少声音衰减的摄像机中执行所有测量。隔音是非常重要的,因为任何无关的声音、噪音、人声等都会显著影响性能,从而影响数据。
为避免不必要的主题实验者接触干扰,只有屏幕、耳机或扬声器以及任何输入设备(如键盘或按钮盒)位于摄像机内部。除非需要个人接触,否则与实验者的互动将通过对讲机进行。文本表示的最佳参数是灰色背景的黑色文本。
我们使用字体面 Arial 大小 27。为了减少视觉演示中的延迟和抖动,我们建议使用更新速率为 100 赫兹及更高的视频卡和显示器。要测量反应时间,请使用符合人体工程学的研究级响应垫,与传统键盘相比,其定时更精确。
我们选择了俄语单词,这些词被控制在长度和整体结构上,以避免表面属性对更高层次处理产生任何基本影响。为了创建多个列表,我们将单词划分为在它们和音节频率上没有统计学差异的集。这是使用 T 测试建立的。
小说词形式是通过将每组单词中的备用音节转置而创建的。因此,小说词在正交和语音结构上与现有词相似。因此,我们创建了一个要学习的单词形式列表和一组现有单词中类似的未学习伪单词列表。
因此,共享一组的所有三种刺激类型在学习阶段后都有可能以邻居方式进入词汇竞争。还准备了其他控件列表的单词和伪单词,这些单词和伪单词没有共享这种相似性。这些集在主题组周围进行平衡,因为它们发挥了不同的实验作用,以尽量减少表面形式对新获得的语义的任何影响。
我们还创造了与学习过程中的新词相关的新颖含义。它们由与会者语言中不存在的过时或真实概念制作。为了学习小说语义的语境,我们每个新概念都创造了五个句子,通过这些句子来描述从一般到更具体的背景,人们可以通过这些情况逐渐理解小说词的含义。
小说词以基本形式出现。句子的长度和单词数被控制,并在条件之间保持平衡。每个句子由八个单词组成,根据俄语中句子的最小长度,这允许您理解上下文。
当你阅读这些句子时,你可以理解,circunal 是一种负面的感觉,当你必须记住太多的密码从您的帐户出现。为了评估对词形和语义的获取和理解,我们使用多种任务,即自由回忆、提示识别、词汇决策、语义定义和语义判断。在免费召回任务中,参与者必须通过在准备好的电子表格中键入来复制尽可能多的新单词表单。
识别和词汇决策任务使用相同的刺激和表达速度,并且仅在说明上有所不同。项目按顺序和随机呈现。在识别任务中,如果参与者在实验过程中遇到单词,他们必须按按钮一,如果实验过程中遇到单词,如果没有,必须按两个按钮。
在词汇决策中,如果呈现了有意义的信息,他们必须按一键;如果没有,则按二键。语义任务用于估计正常意义的获取以及该意义与表面形态之间的对应关系。在语义定义任务中,参与者会获得一些项目列表,这些项以前在学习阶段介绍过。
他们应该尝试定义每个定义,并在电子表格中键入其定义。在语义判断任务中,参与者被呈现一个词和三个定义。他们应该通过按下相应的按钮,为每个单词选择一个正确的定义。
只有一个定义是正确的。此外,我们建议不包括这些或不确定的选项。颅内直流电刺激,tDCS,产生神经调节和自发和神经元活动。
取决于细胞对电流的方向,膜电位可以稍微向超极化移动。例如,对于运动系统,它发生在非激素刺激期间,或阴极刺激的去极化。神经兴奋性的这种变化将导致大脑功能的各种暂时变化,包括运动感觉和高水平的认知功能。
在这里,我们将考虑在单词学习实验中将 tDCS 应用到语言领域,如 Wernicke 和 Broca 的人类领域。重要的是要记住tDCS和其他非侵入性脑刺激方法(如颅磁刺激)的主要区别,首先,因为没有一种更简单的方法通过阈值评估来确定对tDCS的敏感性,因此所有受试者都应用了单一协议。其次,很难准确估计刺激区域。
人们只能谈论假设区域。第三,也难以估计离线刺激效应的持续时间。据推测,刺激的主要效果是在刺激终止后一小时观察到的。
然而,刺激的效果有时可以检测到,甚至在刺激后一天。有三种类型的刺激,阴极电极在目标区域,阳极,阳极超过目标区域,安慰剂,或假刺激。使用五厘米五厘米的海绵电极。
电极应在应用前在生理盐水溶液中浸泡五分钟。为了尽量减少刺激对大脑其他区域的影响,将副电极放在右侧颈部底部。我们使用海绵状电极,尺寸为2到5厘米。
应特别注意防止溶液扩散到电极应用区之外。应特别注意保持周围电极区域干燥。阴极刺激的最佳方案是1毫安电流的刺激10分钟。
首先,电流在最初的20秒内上升到1毫安,在刺激结束时,在刺激的最后20秒内,电流会减到零。包含小说单词的上下文句子集按随机顺序呈现。每个句子以逐字表达开头。
在此之后,整个句子出现在屏幕上,以确保其充分理解。参与者在阅读整个句子后,必须用左手的食指按一个指示的响应按钮。左手用于减少对左半球语言错误的干扰。
句子演示的持续时间为五秒。然后,十字线出现在屏幕中心 500 毫秒,下一句开始。句子集由三个十字线分开两秒钟。
每个新概念的演示都从另一个十字线开始,在句子单词闪烁之前,500 毫秒。每个单词的显示时间为 500 毫秒,空屏幕和单词之间的背景颜色在一个句子中显示 300 毫秒。我们使用了一系列不同的测试,因为 tDCS 对语言处理的影响并不为人所知。
为了立即和在隔夜巩固阶段之后评估学习效果,我们建议将刺激措施分为两个子集,在刺激条件下平均分布,并在主题组中进行平衡。我们在学习协议之后和延迟 24 小时后立即运行评估任务。该协议允许使用不同的测试来比较两组样本来自具有等中位数的连续分布,如威尔科克和排名总和测试,或曼-惠特尼 U 测试,或中位数样本 T 测试,如果分布是正态的。
在每个小组中,两个评估会议在准确性得分和反应时间方面存在显著差异。在假群小说中,第一天的词识别明显优于第二天。在阴极组反应时间延迟的识别任务中,小说词的延迟明显快于第一天的竞争对手伪词,但在第二天则不快。
词汇决策任务的结果表明,阴极刺激后的第一天和第二天,小说词的性能明显优于伪词的竞争对手。然而,在假群体中,这种影响仅在第二天就显著。韦尼克的面积所表现的语言皮质的 tDCS 产生了一个复杂的行为结果模式。
tDCS后新词的上下文呈现显著地扩展了同时研究词形式本身及其语义习得的可能性。为了分离各种影响,需要一组不同的测试,可以测试不同级别的短期和长期内存、词汇访问、语义处理等。在瞬态刺激阶段实现的认知效果在较长时期内保持,因此可能用于在实际环境中调节单词获取和处理。