漢字國工中視覺專家知識與大腦神經(jīng)響應模式關系研究.pdf

1、在現(xiàn)代文明社會中,閱讀是人們獲取信息必不可少的手段。在完成閱讀任務的過程中,人們對文字加工積累了豐富的視覺專家知識,同時也形成了由多個大腦區(qū)域并行協(xié)作的文字加工神經(jīng)系統(tǒng)。迄今為止,一系列的行為實驗和電生理研究證明視覺專家知識在文字加工中發(fā)揮著重要作用。同時,多項神經(jīng)影像研究也發(fā)現(xiàn)了由負責不同文字屬性加工的多個大腦區(qū)域組成的文字加工神經(jīng)系統(tǒng)。但是文字視覺專家知識與文字加工神經(jīng)系統(tǒng)響應模式的關系尚未完全闡明。對文字認知機制的進一步研究有必要

2、綜合視覺專家知識和文字加工神經(jīng)系統(tǒng)的響應模式一起進行討論。一方面,需要討論視覺專家知識對文字加工神經(jīng)系統(tǒng)響應模式的影響。另一方面,也需要研究文字加工神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部固有的功能組織關系。
　　 在種類眾多的文字中,漢字由多個筆畫單元組合構成,具有復雜的視覺空間特性。因此,漢字是文字視覺專家知識研究中不可多得的研究材料。在神經(jīng)影像技術中,功能核磁共振成像(fMRI)技術的出現(xiàn)和完善也為研究各種認知功能的神經(jīng)基礎提供了有力的工具。本文使用

3、功能核磁共振成像技術,以漢字為刺激材料對文字視覺專家知識與文字加工神經(jīng)系統(tǒng)響應模式的關系進行了研究。
　　 首先,論文研究了倒轉呈現(xiàn)對漢字視覺加工的影響。在視覺加工中,倒轉效應是物體加工包含視覺專家知識的直接體現(xiàn)。雖然倒轉前后刺激的視覺物理屬性完全一致,但是呈現(xiàn)方向倒轉后人們的行為反應和神經(jīng)響應模式均受到顯著影響,而且倒轉對包含視覺專家知識物體加工的影響顯著大于對普通物體加工的影響?，F(xiàn)有研究已經(jīng)在面孔加工、身體加工和場景加工中發(fā)

4、現(xiàn)了倒轉效應。漢字和面孔存在多維度的相似性,特別是人們對它們均具有豐富的視覺專家知識。因此,一個自然的疑問就是漢字呈現(xiàn)方向對漢字加工神經(jīng)系統(tǒng)的響應模式是否也存在顯著影響呢?為了探究倒轉對漢字加工神經(jīng)系統(tǒng)響應模式的影響,本文使用漢字、面孔、房子圖片和它們的倒轉版本作為刺激物對該問題進行了討論。使用感興趣區(qū)分析的方法發(fā)現(xiàn):倒轉漢字引起了左側梭狀回漢字加工區(qū)(對應于視覺詞形區(qū)),雙側梭狀回物體加工區(qū)和雙側枕葉物體加工區(qū)響應的顯著增加。進一步采

5、用方差分析發(fā)現(xiàn):在上述腦區(qū),倒轉對漢字激活水平的影響與倒轉對面孔激活水平的影響均顯著大于倒轉對物體激活水平的影響。全腦分析發(fā)現(xiàn):正向漢字更多地激活了語音、語義加工腦區(qū),而倒向漢字則更多地激活了漢字視覺加工腦區(qū)。以上結果說明倒向漢字加工存在由漢字加工通路向普通物體加工通路轉移的傾向,視覺專家知識對漢字加工神經(jīng)系統(tǒng)的響應模式存在顯著調控。
　　 第二,論文使用靜息態(tài)功能連接度分析方法對漢字加工腦區(qū)之間固有的功能組織關系進行了研究。漢

6、字加工中的倒轉效應說明視覺專家知識對漢字加工神經(jīng)系統(tǒng)的響應模式存在顯著的調控。那么,在沒有漢字加工任務時,漢字加工腦區(qū)之間是否也存在著功能連接呢?本文使用靜息態(tài)功能連接度分析方法對該問題進行了討論。在數(shù)據(jù)分析中,選擇在文字視覺加工中發(fā)揮著核心作用的左側梭狀回視覺詞形區(qū)作為種子點區(qū)域來計算其他大腦體素與該區(qū)域的功能連接強度。結果發(fā)現(xiàn):左側梭狀回視覺詞形區(qū)同負責文字語音加工的左側緣上回和左側額下回島蓋部(pars opercularis),

7、以及負責語義加工的左側角回和左側額下同三角部(pars triangularis)均存在顯著的功能連接；在文字視覺加工中提供自上而下注意力調控的雙側頂上小葉和外背側前額葉腦區(qū)均和左側梭狀同視覺詞形區(qū)存在顯著的低頻功能波動。上述結果揭示了漢字加工腦區(qū)之間固有的功能連接關系,表明大腦在靜息態(tài)存在一個處于準備狀態(tài)的漢字加工網(wǎng)絡。
　　 第三,使用多變量Granger因果模型對漢字視覺加工腦區(qū)在靜息態(tài)的信息交互模式進行了分析。這些腦區(qū)包

8、括:左側枕下回、左側梭狀回視覺詞形區(qū)、左側頂上小葉和左側額中回。結果發(fā)現(xiàn):在靜息態(tài),左側枕下回和視覺詞形區(qū)都與左側頂上小葉存在顯著的雙向Granger因果連接；左側枕下回對左側額中回、左側額中回對視覺詞形區(qū)均具有顯著的Granger因果影響。上述結果反映了漢字視覺加工腦區(qū)在沒有外界刺激條件下也存在著動態(tài)的信息交互,從而更加肯定了靜息態(tài)下存在一個處于準備狀態(tài)的漢字加工腦網(wǎng)絡。
　　 本文著重探討了漢字加工神經(jīng)機制中的倒轉效應,漢字