[发明专利]在没有受试者参与的情况下快速映射语言功能和运动功能

说明书

所提供的是一种用于映射言语处理中涉及的神经区域的方法，包括：在人体受试者的皮质表面施加多个记录电极，向受试者呈现多个听觉刺激，其中所述多个刺激中的一些刺激是言语声音，并且所述多个刺激中的其他刺激是非言语声音，记录在呈现所述多个听觉刺激的过程中的脑活动，以及识别一个或多个脑区域，其中与呈现非言语声音之后相比，所述一个或多个脑区域的脑活动在呈现了言语声音之后发生了更大变化，其中所述人体受试者在所述呈现和记录过程中不说话。此外还公开了一种用于映射言语生成中涉及的神经区域的方法，其中受试者在呈现言语刺激以及记录神经活动的过程中不说话。

相关申请的交叉引用

本申请要求依照35U.S.C.§119而享有2015年5月2日提交的美国临时申请62/156,237以及2015年5月4日提交的美国临时申请62/156,422的优先权，其中所述申请在这里被全部引入以作为参考。

政府权利声明

本发明是依照NIH授予的EB000856和EB018783以及ARMY/ARO授予的W911NF1410440而在政府的支持下完成的。政府对本发明享有一定的权利。

技术领域

本发明尤其涉及在没有受试者参与的情况下快速映射语言功能和运动功能。

背景技术

映射人的大脑中负责处理语言、感官、运动或其他功能的区域的处理可以通过测量脑波以及要求受试者参与各种任务(例如与语言或运动功能相关的任务)来完成。通过呈现感官刺激(例如触觉或听觉)所引发的神经活动同样代表了在处理此类刺激和/或产生与之相对的行为响应的过程中涉及的脑区域。然而，当前可用于此类映射的方法会受到各种限制的阻碍，例如需要受试者在映射过程中做出响应。举例来说，皮层电刺激是一种广泛使用的脑映射措施，其通常是通过评估不同脑区域的电刺激对受试者行为所产生的影响来运作的，其中刺激的效果表明受到刺激的区域在此类行为中发挥了作用。然而，对于某些行为和受试者来说，ECS是不被作为脑映射技术使用的，例如在受试者无法或者不擅长做出处于基准的指定行为的情况下(例如言语和失语症受试者，或是瘫痪受试者的肌肉骨骼响应)。此外，ECS还会招致包括无意中诱发癫痫在内的风险。

考虑到解剖结构和功能对于不同个人而言存在很高的变化性，因此，用于围手术期规划(例如与手术切除脑肿瘤或是致痫性神经组织相关)的功能性语言或感官运动映射是极其重要的。举例来说，基本的语言皮层在结构上可以占据从1平方厘米到6平方厘米以上的面积。在功能上，被认为对处理和解释所接收的语言刺激而言非常重要的韦尼克氏区存在着很大的差异，因为其只在36％的人中是最高的公共接收性语言(receptivelanguage)节点。同样，只有79％的人具有传统意义上的被认为负责发起和控制语言表述的布洛卡氏区。布洛卡氏区(表达性语言)由额下回的三角部和岛盖部组成，而韦尼克氏区(接收性语言)则包括后上颞回部的区域。这两个区域通过弓状束相连接，并且有可能涉及其他白质纤维束。由此，为了避免手术切除负责这些功能的脑组织对语言或感官运动功能的意外干扰，有必要为个体受试者精确映射负责控制这些功能的皮层中的一个或多个区域，以便在手术切除或其他过程中避开这些区域。由此需要一种改进的方法来映射负责特定功能(例如语言或感官运动功能)的神经区域。

发明内容

本发明尤其涉及一种用于映射言语处理中涉及的神经区域的方法，包括：在人体受试者的皮质表面施加多个记录电极，向受试者呈现多个听觉刺激，其中所述多个刺激中的一些刺激是言语声音，并且所述多个刺激中的其他刺激是非言语声音，记录在呈现所述多个听觉刺激的过程中的脑活动，以及识别一个或多个脑区域，其中与呈现非言语声音之后相比，所述一个或多个脑区域的脑活动在呈现了言语声音之后发生了更大变化，其中所述人体受试者在所述呈现和记录过程中不说话。