文摘
两个语义启动任务,旨在孤立自动语义激活和控制,利用调查多巴胺耗竭的影响在语义加工在帕金森病(PD)。7人与PD(在测试和左旋多巴的药物)和七个健康成年人参与了这项研究。健康的成年参与者展示了完整的自动语义激活和控制。异常控制语义激活观察左旋多巴在PD组;然而,自动语义激活仍然明显。相比之下,自动语义激活PD组没有明显的左旋多巴。这些结果进一步阐明PD语义处理的影响,表明多巴胺损耗会导致干扰自动和控制语义激活。
1。介绍
研究帕金森病(PD)的语言处理提供了明确的证据表明,即使没有明显的痴呆,语义加工障碍在某些患者可能会明显。除了广泛报道障碍语言流利PD (1),涉及行动的障碍一直在观察任务命名(2,语义属性和层次结构的判断3),语义词搜索(4),和语义启动5- - - - - -8]。尽管有这些发现,帕金森病的影响自动和语义处理的控制机制仍不清楚。本研究试图利用自动语义启动和控制措施来进一步阐明多巴胺耗竭的影响这些机制在PD的语义处理。
语义启动指的是之前更快的目标词识别相关的基本单词(例如,苹果果实)而不相关的基本单词(如纸水果)。重要的是,这些语义启动效应可以归因于自动或控制机制。自动语义启动快速行动,指的是自动激活从主要目标的传播发生在语义网络(9]。启动控制,另一方面,行动慢,通常归因于prelexical期望一代或postlexical语义检查策略(9]。prelexical期望代期间,参与者使用基本单词生成一组预期的可能目标基本单词相关的词。词汇决定随后速度相关的目标,包括在期望集。相比之下,postlexical语义匹配包括回顾性检查'和目标之间的关系以促进词汇的决定。使用这种策略,参与者偏向提供一个“是的/词词汇决定响应当总理和目标之间的关系,从而促进词汇决策相关的目标。有很多关键的变量可以在一个操作实验为了这些3之间的分离机制启动的9),即刺激发病异步(SOA) '和目标之间的比例相关不相关的词目标(亲缘比例,RP)和非言词的比例目标无关的目标(非言词比)。自动语义激活更可能发生在短soa RP低和控制expectancy-based流程通常发生在更长的soa和RP时高。相比之下,postlexical语义匹配策略可以不管的SOA和更有可能发生在非言词比高。当非言词比率高,通常情况下的条件下高RP,然后正确的词汇决定目标不与总理将共享一个关系,在大多数情况下,“不/非言词”。因此,在这种情况下,参与者将有实质性的动机利用postlexical语义匹配策略,响应“是的/“当目标与总理和回应“不/非言词”当目标没有关系'。
语义启动的调查在健康成年人摄入左旋多巴或其他多巴胺受体激动剂提供了强大支持neuromodulatory多巴胺对语义启动的影响。这项研究表明,多巴胺水平的提高能够聚焦语义协会(10- - - - - -13)以及超速语义激活的时间进程(14]。鉴于帕金森病多巴胺损耗,因此,改变语义启动也将预计在患有这种疾病。
语义启动任务已被研究人员广泛使用语义加工在PD(调查5- - - - - -8,15- - - - - -17),一些研究人员观察延迟自动语义激活在PD患者的子集(5,8]。格罗斯曼et al。8]表明,此类障碍自动语义激活可能依赖于多巴胺损耗的大小和frontal-striatal功能障碍等患者PD,只有一些PD患者可能出现延迟自动启动。有趣的是,科普兰(7)观察损伤控制语义加工的PD患者免受自动语义处理。同样,安格文et al。5)发现控制语义处理受损甚至在PD患者没有延迟自动语义激活。这样的研究结果表明,即使在帕金森病的多巴胺耗竭程度不足以破坏自动语义激活,扰动控制语义处理问题仍然得不到解决。为了更清楚区分和控制语义自动处理,然而,比较便利和抑制是必需的。便利化和抑制措施的调查是至关重要的自动语义激活和控制,因为同时自动语义激活产生促进作用(定义为更快地识别目标单词后相关'相对于中性'(例如,XXX)),控制与存在相关联的语义启动的促进作用和抑制效果(定义为目标的识别较慢,后一个无关'相对于中性')(9]。因此,措施所需的便利和抑制都是为了分离自动从控制语义处理机制。
阿诺特et al。18)获得的便利化措施,抑制电池语义启动的任务,是为了探索自动控制/ expectancy-based语义处理。作者发现自动语义激活被推迟在PD,正如没有便利的PD组短SOA和低RP。这些发现可能表明,PD组多巴胺损耗的大小足以引起中断自动语义激活。作者还发现,而对照组证明soa便利化和抑制效果较长和高RP, PD组只显示便利化的效果。这些结果表明,PD参与者无法适当制定expectancy-based控制策略在任务的性能。虽然这些发现证明了多巴胺耗竭的潜在影响在PD控制和自动启动机制,PD的参与者在研究只是在左旋多巴进行了测试。
为了更有效地探讨多巴胺耗竭影响自动语义激活和控制,有必要进行会比较的PD患者和左旋多巴。虽然一些研究已经表明,自动语义激活更容易破坏在PD患者相对于左旋多巴(6,19),没有研究利用措施促进和抑制研究自动控制语义激活PD患者的药物。因此,本研究旨在解决这一差距在知识。措施得到了促进和抑制在低和高的RP语义启动任务为了鼓励自动控制/ expectancy-based语义机制,分别。一起低非言词比单一选择响应模式,即参与者只响应目标但不非言词目标,也是利用为了阻止postlexical语义匹配策略的影响(9]。
这是预言对照组将演示控制在高RP / expectancy-based语义处理的任务,就是明证的存在促进和抑制作用。也预测,对照组将演示自动语义处理的低RP的任务,就是明证的存在促进作用。与先前的研究一致的PD控制语义激活受损的(7,18),它是预测,对左旋多巴的PD组将演示便利影响没有抑制效应在低和高的RP任务,表明控制语义激活的障碍。相反,它是预测左旋多巴的PD组将演示障碍自动和控制语义激活。
2。方法
2.1。参与者
七个参与者(4男)诊断为特发性帕金森病参与了这项研究同时打开和关闭他们的多巴胺能药物治疗。PD组平均年龄为64.29岁(SD 7.76)和一个平均13.86年的教育(SD 4.38)。对他们的疾病特征,参与者与PD意味着疾病持续时间6.57年(SD 4.28),平均发病年龄为57.71岁(7.57 SD),意味着疾病的严重程度,以Hoehn和Yahr分数20.),2.21 (SD - 0.57, 1.5 - -3.0)。所有七个参与者与PD服用左旋多巴与平均每日剂量450毫克(SD 227.30)。一个PD参与者也收到deprenyl,另一个是接收deprenyl,和培高利特。没有服用抗胆碱能药物与PD参与者。
七个神经受损,健康成人(4男)也参与了这项研究。这组平均年龄为72.43岁(SD 8.06)和平均15年教育(SD 5.39)。的平均年龄和教育PD和对照组没有显著不同。每个参与者的认知地位也是评估展开研究之前使用痴呆量表(DRS) [21),PD组的平均评分为139 4.40 (SD)和对照组的平均评分为141.86(标准差1.22)。以上分数的推荐下边界正常性能,和DRS评分两组之间没有显著差异。
本研究实验任务管理参与者的大电池的语言任务。PD测试参与者在他们居住在一个——和一个off-medication状态。服用药物的剂量后测试会话进行了大约45分钟。这个时间延迟与等离子体水平左旋多巴(峰值一致22)和允许测试而参与者正在经历最大的临床受益于药物。Off-medication会话进行了参与者没有多巴胺能药物治疗后12小时。
2.2。刺激
实验刺激的主要目标词对。目标是真正的单词或可发音的非言词,而质数都是类别名称或字母字符串“xxx”。同时启动可以重复在一个实验中,目标只出现一次。十二个类别名称被选为基本单词,如下:车辆、体育、职业,武器,家具、花、水果、服装、鸟,颜色,动物,树。对于每一类,从澳大利亚类别选择规范[12范本23)作为目标,产生一个主144个目标单词的列表。
三个主要条件为词创建目标。这些主要条件的相关条件,在'是一个类别名称和'和目标词在意义相关,一个无关的条件,在'是一个类别名称和'和目标词在意义无关,和中性条件下,主要的是字母字符串,“xxx”。中性条件包括作为计算基准的便利化和抑制措施。为非言词目标,有两个条件,即“类别词' /非言词”(W / NW)和“中性' /非言词”(N /西北)。目标是伪随机分配到五个词和非言词条件之一,对于每一个实验,都出现了相同数量的次范畴质数在每个'条件和每个'条件从每个类别包含相同数量的范本。可发音的非言词是由改变一两个音素的分类原型被分配给非言词条件。
两个刺激列表创建一个与一个低RP和RP很高。每个列表还雇了一个低非言词比(定义为词的数量' /非言词目标除以' /无关的词的数量目标+单词' /非言词目标)。“低”,当指RP和非言词比率被定义为0.5或更少。为了防止参与者采用战略反应偏差可能扭曲的便利化措施,抑制(24,25在每个列表),目标同样有可能遵循词质数时遵循中立的质数。每个列表包含120字的目标和24 (12 W / NW和12 N / NW)非言词的目标。对目标词,低RP列表包括12个相关,48无关,和60中性试验,导致低0.20卢比和低非言词比(定义为词的数量' /非言词目标除以' /无关的词的数量目标+单词' /非言词目标)为0.20。相比之下,高RP列表包括48相关,12无关,和60中性试验,导致高RP的0.80和0.50的低非言词比。所有的实验都是电脑使用Superlab实验室软件(版本1.04)26],准确性和反应时间(精确到1 ms)所有参与者的反应记录自动使用rb - 400反应盒(26]。
2.3。过程
低和高RP实验在不同测试会话完成至少两周。参与者完成了两个任务的顺序是不同的参与者。至少两周后完成实验在左旋多巴的药物,PD参与者被测试的同时,药物治疗。为了避免疲劳药物戒断期间,PD参与者只有前两块(或96次试验)的启动任务。
实验涉及视觉词汇决定任务和单一选择响应模式。参与者被告知,他们将看到词对出现在电脑屏幕上,要求他们尽快和尽可能准确地决定是否在每一对第二个词是一个真正的词。如果目标是一个真正的词,参与者被要求与他们的食指按响应按钮。没有响应非言词所需的目标。
图1说明了一个审判的过程。每个试验开始预备提示,“* * * *”,提出了500 ms在电脑屏幕的中心。一个空白屏幕然后显示间隔1000毫秒,之后立即启动词为500 ms。目标是然后显示在屏幕上停留了4000 ms,直到参与者按按钮的响应。接下来的审判是先前的目标后自动激活1500 ms从屏幕上消失了。
参与者反应时间对目标词正确地识别为文字记录。错误也被记录为“是”应对非言词目标和目标未能回应词。实验刺激了48个试验的受试者通过三个街区,每一块后提供休息休息片刻。每个实验实践任务之前,参与者被告知他们可以重复练习任务,直到他们觉得自信的过程。
3所示。结果
3.1。反应时间分析
只有正确的反应词目标进行分析。反应时间不到200毫秒,超过1500 ms被排除在分析之外。删除此数据后,个别异常值为每个参与者的主要条件(定义为RTs超过3 SDs高于或低于参与者的意思)也被排除在分析之外。这个删除错误和异常值导致的3.21%的对照组的数据,4.46%的PD组的数据,和2.5%的PD组的数据。表1说明了RTs为每个组和条件。
3.1.1。控制和PD“on”药物
个人参与者RTs进入混合线性模型分析与参与者随机因素,集团(PD控制)作为主题之间的因素,和RP(高、低)和'(相关、无关的和中性)作为受试的因素。RP的分析揭示了重要的主要影响和' (,;和,、职责)和X RP组显著的交互效应,组X '和RP X ' (,;,;和,、职责)。
而主要提供用于描述性和交互影响,他们不测试预测特定在本研究的目的,即模式促进和抑制不同团体之间的低和高RP的任务。使用单独的混合模型分析的低和高RP的任务,因此,便利影响是追究每组通过两两对比相关和中性条件下(便利化定义为更快的RTs相关目标相对于中性目标),同时抑制效果研究通过比较中立的和无关的条件(抑制定义为明显慢RTs无关的目标相对于中性目标)。
对照组的数据的分析揭示了重要的便利低RP实验(,),而重要的促进和抑制效果明显高RP实验(,;,、职责)。分析PD组的数据显示没有明显的促进或抑制效应低RP实验;然而,一个重要的促进效果明显高RP实验(,)。
3.1.2。PD“上”和“关闭”药物
个人参与者RTs进入混合线性模型分析与参与者随机因素,和药物(开关),RP(高、低)和'(相关、无关的和中性)在主体因素。分析揭示了重要的主要影响药物和RP (,;和,、职责)。促进和抑制作用在每个RP PD集团进行了药物通过单独的计划成对比较。分析揭示了PD组没有明显的促进或抑制作用药物。
3.2。误差分析
单词错误只占0.65%的数据,所以这些错误没有进行统计分析。非言词的出错率高,出错率10.12%的对照组,11.31% PD组和7.59%的PD组。然而,这些非言词错误率两组之间没有显著差异。结果表明,由于低比例的非言词的目标在这个实验中,所有的参与者可能遇到了困难抑制非言词上不正确的“是”运动反应试验。这样的反应偏差不会会影响启动/便利的影响,由于大型错误率是唯一明显的非言词试验。
4所示。讨论
目前的研究试图探讨自动控制语义处理在PD患者和左旋多巴通过促进和抑制在低RP和高RP语义启动的任务。结果显示中断自动和语义处理机制在PD控制。下面的讨论将考虑为每组结果和潜在neuromodulatory多巴胺对语义加工的影响。
4.1。对照组
正如预测的那样,使用低非言词比和低RP成功孤立的自动语义激活在对照组,就是明证便利化效应的存在没有抑制效应的低RP的任务。也符合预测,使用低非言词比和高RP成功诱导控制expectancy-based语义处理。在高RP任务中,对照组证明便利化和抑制效果,模式的结果,符合尼利(9账户的控制处理。自一起使用低非言词比单一选择响应模式在当前的研究中会阻止使用postlexical语义匹配策略,促进和抑制高RP任务将符合expectancy-based处理控制。总的来说,对照组的结果与预测一致,并提供一个有效的基线,解释的性能PD组和左旋多巴。
4.2。PD组左旋多巴
预测,PD组在左旋多巴能展示异常控制语义处理。高RP任务的结果支持这一预测,与PD组在左旋多巴显示便利化效应在缺乏一个抑制效应,这与自动控制而不是语义处理是一致的。这些结果与以前报道的一致Arnott et al。18],它还显示一个模式的便利优势在500 ms的soa和长在高RP的任务。
先前的研究已经表明控制方面的文章处理妥协在PD (7,27]。语义启动的研究在健康成年人左旋多巴也表明,多巴胺调节postlexical语义匹配策略(11]。因此,目前的结果提供进一步支持了这种观点,即PD的特点是赤字控制加工和进一步说明,多巴胺的影响控制处理可能扩展到prelexical期望生成策略。
阿诺特et al。18]提出中断expectancy-based处理可能是由于减少信息处理的信号噪声比。具体地说,研究人员已经表明多巴胺能够整合相关信息和屏蔽无关信息在神经网络(28]。因此,帕金森病的多巴胺损耗可以将导致信噪比下降,这可能会破坏处理'和目标词在语义启动任务的性能。阿诺特et al。18)指出,由于信噪比降低,PD患者无法检测的高比例的语义相关的词对高RP任务,所以不要参与创造的期望列表。PD的事实上,赤字也被记录为其他认知任务涉及内部而不是外部,策略生成(29日),这表明PD患者可能有困难发展期望,除非他们的注意力被吸引到内部的语义关系的任务。支持这个建议,阿诺特et al。18)发现PD患者能够创建适当的期望在离线时语义判断任务意识到刺激项之间的语义关系。价格(30.)也证明了问题解决赤字,PD患者一个回文构词法的任务被矫正提供线索支持适当的生成策略。为了有效地进行控制处理,因此,PD患者可能需要增加的条款上下文支持任务。
而不是无法检测到高RP和随后未能参与战略处理,有可能是PD患者检测了高RP但无法开发适当的期望在任务的性能。事实上,有很多证据表明,基底神经节功能障碍会导致这样的障碍。黄金等。31日]显示受损文章策略形成双边striatocapsular患者梗死,表明功能障碍在背外侧前额叶皮层下电路可以导致战略语义障碍处理。在基于规则的分类学习文学评论,价格等。32)也说明规则生成、维护和选择都可以潜在影响PD和/或药物。赤字这些过程也会将导致预期的性能困难的基础处理。Goebel et al。33]最近证明,同时PD患者能够制定适当的内部战略认知任务期间,他们花了超过控制参与者开发这些策略。也有可能,因此,PD患者可能是低于控制高RP的识别和/或expectancy-based的发展策略。
同时结果表明一个明确的扰动在PD的能力产生期望,便利化的存在在高RP任务表明,PD组自动语义激活完好无损。这个发现似乎与以前的结果一致受损的存在使自动控制处理语义激活在PD (7]。鉴于之前的研究表明,增加多巴胺损耗的大小在PD可以延迟自动语义激活(5,6,8),这项研究的发现可能也似乎表明,多巴胺耗竭的严重程度在这群参与者并不足以延迟自动语义激活。然而,值得注意的是,只有500 ms的使用SOA早些时候在本研究不会敏感时间进程的变化自动语义激活。例如,安格文et al。5]之前发现虽然PD患者显示语义启动的一个小组在250毫秒,600毫秒SOA,另一个小组的PD患者显示延迟自动语义激活就是明证的缺失启动SOA 250 ms,但存在启动SOA在600 ms。因此,有可能自动语义激活仍在当前队列延迟,但只有500 ms的使用SOA不是语义对延迟敏感的处理。
还值得注意的是,在缺乏'期望生成,自动语义激活会导致低和高便利化RP的任务。因此,令人惊讶的是,有一个没有完整的便利化明显低对PD组在左旋多巴RP的任务。一种解释这一结果可能与内基本单词的重复实验。具体来说,尽管目标的话只能提交一次,基本单词重复共有6次在低和高的RP的任务。此外,还有4倍出现相关的主要目标对高RP任务(48相关试验)相对于低RP任务(12相关试验)。可能的影响'一起重复高RP的大量相关的试验任务导致显著促进高RP。
处理重复启动,刺激更快速、准确地在第二个表示相对于第一次演讲,是一个健壮的和公认的现象。研究表明这些影响是持久的,重复启动效应累积的函数提出了一种刺激的次数(34]。它是合理的结论,因此,本研究的参与者不仅能识别重复启动更快比第一次演讲时'但是这识别将成为越来越快的实验中,质数是重复多次。和记黄埔et al。35]最近在健康成年人证明语义启动效应更大当相关基本单词短,几乎没有拼写的邻居,这可能与基本单词,很快就承认这一事实可以施加更多影响目标词的处理。因此,如果重复启动词在当下研究公认的更快与每个随后的重复,如果很快认出质数有更大影响的处理比更慢识别目标词的基本单词,然后促进效应的相关试验研究将成为更大的随着实验的进行,因为参与者认识到质数越来越快。对于PD的参与者,因此,便利的影响可能只是诱导一旦启动后很快被公认的多次重复。因为只有12个相关词对低RP的任务,那么即使启动词开始被充分快速诱导便利化,可能有不足试验的实验来衡量这种影响。相比之下,高RP任务由48相关试验等,一旦质数被公认足够迅速诱导便利,有足够数量的试验的实验来检测这种效果。
问题依然存在,然而,为什么对照组仍然证明便利化低RP任务而PD组没有。在健康成年人语义启动的一项研究,科普兰等。11摄入后)建议增加多巴胺的水平左旋多巴导致语义突出和集中的激活在语义网络。科普兰等。11)认为,这些变化是一致的与多巴胺的影响信息处理的信噪比。同样,研究人员建议,在帕金森病多巴胺耗竭会导致相反的效果,这样'激活可能会被削弱或被噪音在PD,增加语义启动的易感性中断(5,19]。在目前的研究中,因此,这个主要参与者与PD显著的减少可能会得到逐步修复的实验由于基本单词的反复表示,随后导致高便利影响RP的任务。
然而,值得注意的是,之前的研究已经成功地获得在PD没有基本单词的重复启动。然而,大多数以前的研究没有使用类别语义激活启动调查PD(例如,5- - - - - -7,19]),阿诺特表示以前的et al。18),类别启动可能会更短的时间内激活。因此,类启动可能更容易从减少主要突出PD中断。我们承认我们的建议的影响'重复启动/便利影响只是投机在这一点上。为了验证上述建议,进一步的研究在更大的PD患者和大量的实验试验是必需的。这样的研究应该关注调查的数量是否'重复和/或速度'识别影响类别启动以及其他语义的启动和关联关系。
总的来说,这项研究的结果添加到越来越多的证据表明,语义加工的各个方面可能妥协在PD (2,3,36,37]。结果也支持先前的建议,中断信噪比可能影响语义加工在PD (19),并说明这些变化信噪比可以微分对语义激活的自动化和控制方面的影响。
4.3。PD组从左旋多巴
这是推测,进一步干扰自动语义激活会明显PD组的左旋多巴相对于在左旋多巴。符合预测,分析揭示了PD组的数据没有便利的低和高RP的任务,与明显的便利的高RP任务当这些病人测试左旋多巴。值得注意的是,缺乏便利的不是增加错误率或慢RTs PD患者,相对于上,左旋多巴,所以,它不能归咎于缓慢的运动响应或减少药物戒断期间注意词汇决定任务。因此,结果是符合neuromodulatory多巴胺对信噪比的影响。正如前面所讨论的那样,主要激活可能削弱了多巴胺损耗和降低信噪比在PD这样重复主要演讲是必要的便利获得PD组在左旋多巴。PD组的左旋多巴,较大的多巴胺损耗的大小会导致进一步削弱总理激活。结果,甚至连基本单词重复演示不再足以克服'激活减弱,导致缺乏自动语义便利在低和高的RP的任务。
然而,一个重要的考虑是,PD组左旋多巴只是测试了每个实验的第一个两个街区。因此,可以这样说,没有便利的这组高RP任务并不增加多巴胺耗竭的结果而是一个简单的结果更少'重复的实例。低数量的'重复随后可能阻止'激活诱导便利化水平达到足够的水平。为了调查这个解释是否可以解释结果,PD组对左旋多巴的数据再分析不包括最后一块项目后分析。再分析结果显示,PD组在左旋多巴的促进效应仍维持高RP的任务。因此,PD组了左旋多巴的结果不能被解释为少'重复off-medication测试会话期间,而是,它可能被解释为一个更大的减少主要激活在PD患者药物戒断。这一发现进一步支持这个建议,多巴胺耗竭导致削弱基本单词激活语义启动的任务。之前的研究在健康成人(13)以及PD (38)表明,多巴胺能调制的语义启动被D1受体介导。因此,更强的激活启动词的PD患者相对于左旋多巴,本研究结果所显示,可能被D1受体介导。
这项研究的结果也在PD对认知能力下降有重要启示。Williams-Gray et al。39]表明语义流畅性障碍是认知能力下降的预测在PD,他们建议是可能nondopaminergic皮质病理的反映。本研究的结果表明,PD的语义障碍可能,事实上,也是与多巴胺病理有关。这些发现强调了需要额外的研究预测认知能力下降的PD和调查的贡献,多巴胺病理可能对这个认知衰退。
本研究有很多的局限性。首先,这项研究是有限的小样本大小只有轻度受损PD参与者,所以结果应该谨慎的解释。进一步的研究与一个更大的群体的参与者是必要的为了验证本研究获得的结果。进一步的研究还应该考虑透析相关疾病的潜在重大影响变量语义处理,研究人员表示,有可能是一个重要的认知功能障碍在PD和疾病相关变量之间的关系等方面出现症状或运动(40]。正如前面所讨论的,本研究的另一个限制是,只有500 ms的SOA实现。具体地说,使用短SOA在未来的研究将允许一个更有效的调查是否改变早期的自动语义激活在PD很明显。尽管有这些限制,这项研究的结果提供有价值的信息对PD的影响方面的自动语义处理和控制。
4.4。结论
总之,本研究采用两个语义启动的任务自动进行调查和控制语义启动在PD患者和左旋多巴。结果表明,语义激活控制是最敏感的PD中断,表明即使轻微多巴胺耗竭可能足以防止控制expectancy-based语义激活的形成。结果还表示中断自动语义激活在PD,会由药物戒断症状加重。研究结果符合的潜在影响frontal-striatal电路自动和控制语义激活。