Two-component spatiotemporal template for activation-inhibition of speech in ECoG

要約

子音母音の発話タスク中に複数の被験者から記録された、マルチチャネル高密度皮質電気記録法 (ECoG) のエポックにわたる帯域制限された発話活動の平均パワーを試行ごとに計算します。
私は、音声運動中の平均ベータ周波数活動（12～35 Hz）と高周波ガンマ活動（70～140 Hz）のこれまでに見られた逆相関が、感覚運動皮質（SMC）の個々のECoGチャネル間で観察可能であることを示します。
これにより、主成分分析を使用して分散ベースのモデルを SMC のセッション平均 ECoG データの個々のチャネルの帯域パワーに適合させ、SMC チャネルをその低次元の主成分に投影します。
音声関連アクティビティと主成分の間の時空間関係は、ウィンドウ相関を使用して両方の周波数帯域の主成分を個々の ECoG チャネルに経時的に相関させることによって特定されます。
主成分野と感覚運動野の相関関係から、全身の運動制御、抑制、姿勢において複雑な相互作用があることが最近明らかになった、別個の局所感覚運動野に似た音声の別個の２成分活性化－抑制様表現が明らかになった。
特に、3 番目の主成分はすべての被験者にわたって有意ではない相関を示しており、ECoG の 2 つの成分が音声動作中の SMC 活動を表すのに十分であることを示唆しています。

要約(オリジナル)

I compute the average trial-by-trial power of band-limited speech activity across epochs of multi-channel high-density electrocorticography (ECoG) recorded from multiple subjects during a consonant-vowel speaking task. I show that previously seen anti-correlations of average beta frequency activity (12-35 Hz) to high-frequency gamma activity (70-140 Hz) during speech movement are observable between individual ECoG channels in the sensorimotor cortex (SMC). With this I fit a variance-based model using principal component analysis to the band-powers of individual channels of session-averaged ECoG data in the SMC and project SMC channels onto their lower-dimensional principal components. Spatiotemporal relationships between speech-related activity and principal components are identified by correlating the principal components of both frequency bands to individual ECoG channels over time using windowed correlation. Correlations of principal component areas to sensorimotor areas reveal a distinct two-component activation-inhibition-like representation for speech that resembles distinct local sensorimotor areas recently shown to have complex interplay in whole-body motor control, inhibition, and posture. Notably the third principal component shows insignificant correlations across all subjects, suggesting two components of ECoG are sufficient to represent SMC activity during speech movement.

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