Subcortical auditory feedback mechanisms in speech: Function and structure

项目总结/摘要 当我们发出语音时，听觉系统会根据声音的大小来减少对预期听到的声音的反应。 机动车计划。这使得听觉系统能够对外部产生的声音保持警惕， 使其能够检测期望的和实际产生的声音之间的误差。这种听觉上的干扰 言语产生过程中的反馈机制与持续性言语障碍有关， 发展性口吃和言语失用症以及精神健康障碍，如自闭症和 精神分裂症以前的研究表明，大部分，但不是全部，听觉反馈比较是 在听觉皮层中进行。其他听觉反馈处理可能是由更早的皮层下 听觉结构，但这种处理的确切机制和位置尚未明确 研究了在这个项目中，我提出了三个研究皮层下结构和功能的目标， 听觉反馈加工中的听觉结构。 目标1是证明 皮质下听觉结构对一般运动诱发的抑制。 使用两个互补的大脑 成像技术，我们将测试是否产生一个声音，按下一个按钮，结果减少听觉 皮层下活动与被动聆听这些声音相比。 目标2是测试语音识别特异性 通过检查语音共振峰反馈期间的皮层下活动来进行皮层下听觉调制 扰动在这个实验中，我们将改变参与者在说话时听到自己的方式。使用 高分辨率脑功能成像，我们将能够看到预期和实际之间的差异 言语反馈引起皮层下听觉结构更多活动。 目的3是描述结构 听觉结构和听觉周边之间的连接，使用高听觉灵敏度 弥散加权成像这种大脑成像技术使我们能够推断神经元束是如何 在大脑中物理连接并延伸到耳朵。使用强大的新数据库中的现有数据 通过这种成像设备，我们将在更大的范围内检查特定听觉和运动结构之间的神经连接。 比以前调查的更详细。我们还将开发一种新的方法来跟踪耳蜗神经， 为了帮助临床医生确定听力受损的最佳听力植入物， 个体总的来说，该项目将提供皮层下听觉结构的高分辨率脑成像， 它们在比较预期的和实际的自我生成的声音中的作用。我们的研究结果将帮助我们了解 错误的连接可能会导致语言和心理健康障碍，并将使发展 在未来为这些疾病提供更有效的治疗方法。

Project Summary/Abstract    When we produce speech, the auditory system reduces its response to what it expects to hear based on the  motor plan. This allows the auditory system to remain vigilant of externally produced sounds while also  enabling it to detect errors between the expected and actual produced sounds. Disruption of this auditory  feedback mechanism during speech production has been implicated in speech disorders like persistent  developmental stuttering and apraxia of speech as well as in mental health disorders like autism and  schizophrenia. Previous research has suggested that much, but not all, of the auditory feedback comparison is  performed in auditory cortex. Other auditory feedback processing is likely performed by earlier subcortical  auditory structures, but the precise mechanisms and locations of this processing has not been explicitly  investigated. In this project, I propose three aims for investigating the structure and function of subcortical  auditory structures in auditory feedback processing. ​Aim 1 is to demonstrate the contribution of  subcortical auditory structures to general motor­induced suppression. ​Using two complementary brain  imaging techniques, we will test whether generating a sound by pressing a button results in decreased auditory  subcortical activity when compared to passive listening of those sounds. ​Aim 2 is to test speech­specific  subcortical auditory modulation by examining subcortical activity during speech formant feedback  perturbation​. In this experiment, we will alter how participants hear themselves while they speak. Using  high­resolution functional brain imaging, we will be able to see if differences between expected and actual  speech feedback cause more activity in subcortical auditory structures. ​Aim 3 is to describe the structural  connectivity between auditory structures and the auditory periphery using high­sensitivity  diffusion­weighted imaging​. This brain imaging technique allows us to infer how neuron bundles are  physically connected in the brain and extending out to the ear. Using existing data from a powerful new  imaging device, we will examine neural connections between specific auditory and motor structures in greater  detail than have been investigated before. We will also develop a new method to track the cochlear nerve from  the brainstem to the ear in order to help clinicians determine the best hearing implant for hearing­impaired  individuals. Overall, this project will provide high resolution brain imaging of subcortical auditory structures and  their role in comparing expected to actual self­generated sounds. Our results will help us understand how  faulty connections can contribute to speech and mental health disorders and will enable the development of  more effective therapies for such disorders in the future.