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Os cientistas usam a aproximação nova para descobrir como as redes do cérebro interagem para fazer decisões da palavra-escolha

Uma comunicação verbal eficaz depende de sua capacidade para recuperar e seleccionar as palavras apropriadas para transportar um significado pretendido. Para muitos, este processo é instintivo, mas para alguém que sofreu um curso ou um outro tipo dos danos cerebrais, comunicar mesmo a mensagem a mais básica pode ser laboriosa.

Os cientistas sabem que uma região do cérebro chamada o giro frontal inferior esquerdo (LIFG) é crítica para a produção e o processamento de texto da língua. Contudo, permanece obscura como exactamente o LIFG interage com as redes complexas do cérebro para facilitar o desempenho de linguagem controlada -- ou como estas interacções puderam ir awry em um cérebro danificado.

Usando uma técnica magnética da estimulação do cérebro -- o mesmo método usado às vezes para tratar sintomas depressivos -- e a teoria de controle da rede, os pesquisadores na universidade de Drexel e a Universidade da Pensilvânia tomaram uma aproximação nova como às redes compreensivas no cérebro interactivo fazer decisões da palavra-escolha. Seus resultados, publicados este mês no jornal da neurociência, pavimentam a maneira para o tratamento da afasia e das outras desordens da língua.

“Nossa capacidade para compreender sistemas neurais é relacionada fundamental a nossa capacidade para controlá-los,” disse John Medaglia, PhD, um professor adjunto da psicologia na universidade de Drexel e autor preliminar do estudo. “Esta pesquisa fornece a evidência directa que como nós escolhemos as palavras nós queremos dizer em de linguagem natural estamos relacionados à capacidade do cérebro para integrar e segregar a actividade através das redes principais.”

Medaglia, junto com seu Bassett de Danielle do colega e do co-autor do estudo, PhD, na Universidade da Pensilvânia, procura traçar para fora a paisagem inteira do cérebro e descobrir a como estimular uma rede pôde conectar ou afectar outra segundo experiências -- um campo de pesquisa novo, emergente chamou a neurociência da rede.

Da “a neurociência rede fornece métodos computacionais para descobrir a estrutura em dados da imagem lactente de cérebro. Por sua vez, o conhecimento sobre esta estrutura permite que nós compreendam melhor como os sinais viajam naturalmente através das estradas do cérebro, e igualmente como a estimulação pode alterar esse curso em uma maneira que apoie a melhor função cognitiva,” Bassett disse.

Para ver como a região do cérebro de LIFG é envolvida com as redes neurais diferentes segundo várias tarefas da língua, a equipa de investigação usou uma técnica chamada estimulação magnética transcranial, ou TMS, que usa um campo magnético externo para induzir correntes nas partes do cérebro junto com stimulators implantados.

Vinte e oito assuntos do estudo foram pedidos para terminar dois tipos diferentes de tarefas da língua quando a equipa de investigação administrou a estimulação não invasora do cérebro. No primeiro tipo de tarefa, os participantes do estudo terminaram frases em aberto como, “eles deixaram os pratos sujos no…” e foram instruídos para dizer uma única palavra que o terminasse apropriadamente. No segundo tipo de tarefa, os participantes do estudo foram pedidos para nomear imagens específicas ou os numerais apresentaram-lhes.

Para cada tarefa, os pesquisadores mediram o tempo de resposta dos participantes e administraram a estimulação do cérebro. Após ter recolhido os dados, os pesquisadores usaram fórmulas matemáticas para estudar o controllability dos sistemas de rede do cérebro. Foram focalizados em como as tarefas da língua afectaram duas características distintas do controle de rede: controllability modal, que é a capacidade de uma região do cérebro para conduzir uma rede em “difícil alcançar” estados e controllability do limite, a capacidade teórica de uma região do cérebro para guiar redes distintas do cérebro para comunicar-se um com o otro.

Os pesquisadores encontraram que o controllability do limite representou um processo importante para responder nas tarefas em aberto da língua, quando os participantes necessários para recuperar e seleccionar uma única palavra face à competência, respostas alternativas. Pelo contraste, o controllability modal era estreitamente relacionado às tarefas fechadas da língua. Isto sugere que a capacidade do LIFG para integrar e uma comunicação do segregate entre redes do cérebro não possam jogar um papel importante quando os povos estão seleccionando uma única, palavra correcta, um pouco do que escolhendo entre diversas possibilidades.

Medaglia diz que seu grupo estêve surpreendido encontrar esta distinção muito clara entre como o cérebro responde a duas tarefas similares da língua.

“Eu pensei que nossos resultados seriam mais enlameados. Há uns debates sobre como original estes processos são verdadeiramente, e agora nós temos a evidência que você pode fazer uma distinção clara entre eles,” Medaglia dissemos. “Era igualmente surpreendente a mim que você poderia encontrar este efeito ao estudar o cérebro inteiro, visto que muitas vistas tradicionais na língua o mandariam se centrar sobre uma área muito mais específica.”

Em seguida, a equipa de investigação está usando o mesmo tipo de técnicas em pacientes do curso para ver se determinadas áreas de estimulação do cérebro podem os ajudar a melhorar seu discurso.

Estude o co-autor Roy Hamilton, DM, um neurologista comportável na Faculdade de Medicina de Perelman na Universidade da Pensilvânia, sugira que estes resultados possam um dia beneficiar pacientes com afasia (perda de língua adquirida devendo afagar). Para pacientes com afasia, a recuperação parcial da língua é associada frequentemente com a reorganização do sistema de língua no cérebro -- as funções de língua executadas por áreas danificadas do cérebro deslocam às áreas novas que não tinham sido envolvidas previamente no tratamento linguístico.

“Este estudo dá-nos a introspecção nova nas propriedades subjacentes das áreas como os LIFG que permitem o cérebro de processar a língua,” Hamilton disse. “Mas há ainda umas perguntas que nós estamos olhando para responder. Por exemplo, que determina que áreas novas do cérebro serão recrutadas para o tratamento linguístico? Que propriedades lhes fazem bons candidatos? Com pesquisa mais adicional, nós podemos começar a descobrir que áreas do cérebro são prováveis ser utilizadas se há um ferimento ao sistema de língua. Esta aproximação pode fornecer os alvos novos de excitação para o tratamento as terapias focais, incluindo o neuromodulation.”