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Nouvel aperçu de cerveau et de la parole pour aider les promesses d'apprentissage

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D'apprentissage comme la dyslexie sont supposés toucher près d'une personne sur 10 enfants. Pour mieux les étudier, Northwestern University équipe de recherche a développé un data-driven cadre conceptuel qui relie deux bien établie Concepts scientifiques. Ce faisant, ils ont aussi mis au point un diagnostic non invasif outil appelé BioMAP qui peut rapidement Identifier les enfants ayant des troubles d'apprentissage.

Les scientifiques ont depuis longtemps reconnu que les enfants qui peuvent le mieux les divers aspects du processus les sons du langage sont plus susceptibles À lire plus tôt et de développer de meilleurs lecteurs et écrivains que ceux qui ne le peuvent pas. Après une décennie de recherche, Northwestern Professeur Nina Kraus et ses collègues ont découvert un sous-ensemble d'apprentissage qui résulte d'un dysfonctionnement La façon dont le tronc cérébral encode certains sons élémentaires de la parole.

Dans un article du mois d'avril "Trends in Neurosciences,« Kraus, Hugh Knowles, qui est professeur de Sciences de la Communication et Neurobiologie, analyste principal de recherche et Trent Nicol pour la première fois ont fait le lien entre la source-modèle de filtre Acoustique avec le cortex cérébral du "quoi" et "où" parcours via le tronc cérébral auditif.

Les travaux de recherche qu'ils présentent dans "Tendances" représente la base théorique en BioMAP, le simple test de vue neurophysiologique Qui permettent d'identifier les enfants ayant des troubles de traitement sonore. Kraus du laboratoire, en partenariat avec Bio Systems Corp, Bientôt faire de l'outil de diagnostic disponibles sur le marché.

BioMAP mesures objectivement si un enfant du système nerveux peut traduire fidèlement une onde sonore en ondes cérébrales. Si elle Ne peut pas, la personne visée - comme près d'un tiers des enfants atteints de troubles de langage Kraus a étudié - démontre Problèmes de discriminer sons qui perturbent l'apprentissage normal. Une fois identifiés, ces problèmes avec les enfants Seront en mesure d'améliorer leurs compétences par le biais de discours de la discrimination auditive formation.

Au début de son travail - les déficits car elle était liée à l'exploration de la complexité des processus de lecture et d'écriture - Kraus A étudié la manière dont le cortex, la partie du cerveau responsable de la pensée, du son codé. Elle et ses collègues comprennent maintenant Que les problèmes liés à l'encodage du son peuvent également survenir plus tôt et le plus faible dans la voie auditive dans le Tronc cérébral. Après avoir analysé les données de quelques années, ils ont découvert que, lorsque enregistrés, les ondes cérébrales produites à la Niveau du tronc cérébral et non d'apprentissage des enfants handicapés peut regarder presque identique à l'onde sonore elle-même. En revanche, le cerveau Vagues de l'influence de la langue des enfants regarder quelque peu différente de l'onde sonore, en montrant des preuves de ce que Kraus appelle une "Gigue" dans le processus d'encodage. Dans un système qui fonctionne parfaitement, une saine va immanquablement provoquer un neurone à un incendie Nombre précis de millisecondes plus tard. Dans un système désordonné, cependant, le calendrier de ces tirs peuvent varier sensiblement.

"Nous enregistrons en moyenne de l'activité d'un grand nombre de neurones», explique Kraus. "Si les neurones ne sont pas de tir quand ils Doit, la réponse est floue. "Elle a trouvé un" gigue "dans le tronc cérébral de la réponse du filtre de classe (sa réponse à la Contenu linguistique d'une onde sonore), alors que sa source de classe réponse (sa réponse à la non-linguistique de la parole, Tels que l'intonation, de l'émotion, de tangage et d'inflexion) semble normal.

"Qu'est-ce qui est impérieux que l'on peut vraiment voir la réponse des neurones du tronc cérébral à un signal acoustique», dit Kraus. Et ils peuvent le voir aussi bien en termes de la nonlinguistic aspects et caractéristiques linguistiques des ondes sonores. Dans Al'inverse, quand elle a été l'enregistrement des ondes corticales, Kraus a dû déduire que l'activité électrique mesurée est liée à la Caractéristiques du son. Maintenant, elle peut voir ce que l'onde sonore semble que par rapport à la vague cerveau, séparant le filtre Et source de réponse.

Grâce à un financement du National Institutes of Health, Kraus paie ses jeunes sujets cinq dollars de l'heure - ample compensation Pour les 8 - à 12 ans, les jeunes - qui participent à la réalisation de l'évaluation, les activités et les compétences d'écoute, la plupart des Important, la recherche sur le cerveau.

Pour ces derniers, non invasif électrodes sont placées sur les sujets "scalps et un écouteur livre soigneusement Acoustique des sons d'une oreille. Alors que ses sujets avec regarder une vidéo, les mesures Kraus cerveaux "réponse à ces Sons. L'activité cérébrale est enregistrée en surveillant l'électricité produite par les nerfs dans le tronc cérébral lors d'une "pré-écoute" Niveau.

"Ce qui rend ce traduire parfaitement dans un outil de diagnostic est le fait que nous n'avons pas à demander à nos sujets de suivre tout Les directions ou les engager dans des travaux », dit Kraus.« Nous avons simplement une mesure automatique de la fonction du système nerveux Tandis qu'un enfant regarde la télévision. "

Kraus BioMAP espère faire partie de l'arsenal des outils utilisés par des spécialistes en apprentissage. Qui plus est, par Reliant deux principes de base de neurosciences et systèmes sensoriels - la source acoustique de type filtre avec le «quoi» et «Où» corticale parcours - elle et son équipe sont de fournir aux chercheurs une nouvelle façon de réfléchir à la façon dont le cerveau traite Discours en général, et comment, en particulier, le diagnostic et la réhabilitation des troubles d'apprentissage peuvent être améliorées.

Personne-ressource: Wendy Léopold
W-leopold@northwestern.edu
847-491-4890
Northwestern University
Http://www.northwestern.edu

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