汉字字形认知研究的刺激源设计及在fMRI研究中的应用

目的:评估汉字字形刺激源在汉字认知fMRI研究中的有效性,并对参与汉字处理的脑皮层区域进行定位及初步的量化分析。方法:选择母语为汉语、经利手测试后为右利手且裸眼视力正常(大于等于1．0)的在校大学生10例(男6例,女4例)作为被试。试验任务采用组块设计,将汉字(非字、假字、真字)投射到屏幕上,受试者接受汉字字形图片的视觉刺激,按非字-假字-真字-非字-假字-真字顺序呈现,共6个block。数据处理及统计分析采用国际通用的AFNI软件。结果:左额叶上、中、下回(包括Broca's area)、左中央前回(BA6)、左顶上小叶及顶下小叶(包括缘上回及角回)及双侧枕叶、楔前叶显著激活;左颞叶梭状回(BA37)、右额下回及双侧颞中、上回及扣带回显著激活,左大脑半球的激活体积明显大于右侧大脑半球。结论:本研究设计的汉字字形刺激源结合功能磁共振成像技术可以对汉字处理的相关大脑皮层区域进行定位,为研究人脑加工处理汉字的神经机制提供了一种有效的无创性影像学方法,并应用fMRI技术进一步证实其优势半球为左半球,且需要多种脑区共同参与完成。本试验模式可望成为一种对语言障碍病人进行脑功能检查的有效手段,从而为指导临床治疗和评价预后提供更丰富的信息。     

基于fMRI观察正常人脑中枢对针刺得气感反应的初步研究

目的:运用功能性磁共振成像技术观察正常人脑中枢对针刺得气感的反应特点,探索针刺得气的物质基础。方法:按照纳入排除标准收集男、女健康志愿者各35例,随机分为2组,针刺组40人,假针刺组30人,分别以外关穴针刺与假针刺作为刺激因素。采用Block方法设计刺激程序,运用功能性磁共振成像技术收集脑中枢反应信号。扫描完毕随即使用针刺感觉量表评价受试对象的感觉,依据感觉量化结果将图像数据分为针刺得气感组与无感觉对照组,以P≤0.0001,uncorrected,K10为统计检验显著性标准,以对照无感觉组为基线,在Matlab平台上采用SPM2.0软件包对图像数据进行处理和分析。结果:(1)得气效应:针刺组29人、假针刺组1人以酸麻胀重等得气指征为主,VAS评分4.62±3.05;针刺组2人轻微刺痛感,假针刺组21人无感觉、5人轻微刺痛感。(2)脑中枢激活效应:针刺得气激活的脑功能区有双侧额上回(BA6)、额下回(BA47)、缘上回(BA40),左侧额中回(BA47)、中央前回(BA10)、颞中回(BA21),右侧额中回(BA10)、顶下小叶(BA40)、中央前回(BA6)、颞上回(BA10)、颞中回(BA39)、颞下回(BA20)。结论:针刺得气感能特异性的激活正常人脑功能区,针刺得气效应与脑中枢密切相关。     

正常人长时数字记忆信息提取的神经基础的功能磁共振研究

本文旨在通过功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)技术研究正常人进行长时数字记忆信息提取的神经基础。选取22名右利手志愿者进行长时数字记忆任务实验,采用组块设计,记忆任务与对照任务交替进行,同时利用Siemens 1.5T超导型磁共振仪进行fMRI成像,采用SPM99软件进行数据分析,脑功能区定位在Talairach坐标中显示。结果显示被试者在进行长时数字记忆提取任务时,激活最显著的皮层是左侧额中回(Brodmann分区9区,BA9区),另外左额叶内侧回、左额下回、右额下回、扣带回、左顶下小叶、左顶上小叶、右顶上小叶、右颞中回、左枕舌回、左枕中回、右中脑、小脑、右尾状核尾部等结构也有激活,各大脑皮层的激活均呈现明显的左侧半球优势。根据上述结果推论,长时数字记忆由以左侧大脑半球为优势的各脑区共同参与完成,其中左侧额叶外侧面可能是信息提取的重要结构,而其它脑叶及其之间的广泛联系可能在数字信息的加工、处理和存储中起重要作用。     

汉语数词和数字脑加工差异的功能磁共振成像研究

数字加工是人类最重要的认知功能之一,数字加工与语言之间的关系也一直是认知神经科学的研究焦点.本文采用功能磁共振成像技术,通过比较阿拉伯数字和汉语数词对数字大小比较任务加工的影响,考察了语言与数字加工的关系.结果显示,不同语言编码影响了脑内数字处理加工的模式,在以汉语数词为编码的情况下,梭状回的激活显著高于阿拉伯数字为编码的情况,顶叶的激活则弱于以阿拉伯数字为编码的情况.这表明数字加工会受到语言编码的影响,支持了数字加工与语言密切相关的观点.     

原发全面强直-阵挛型癫痫的体素形态学研究

采用基于体素形态学（voxel- based morphometry,VBM）的方法,分析了全面强直-阵挛型癫痫（epilepsy with generalized tonic clonic seizures,GTCS）患者的大脑结构异常情况。对31例临床诊断为GTCS的患者和31例正常志愿者,采集大脑三维（3-dimensional,3D）T1结构像,进行VBM全脑分析比较。通过GTCS患者组与正常对照组的比较,发现GTCS患者的双侧丘脑、双侧额叶、双侧岛叶、双侧小脑等区域的灰质体积有比较明显的减小,但没发现有意义的灰质体积增高的区域;患者双侧丘脑、左侧中央前回、左侧额内侧回、左侧额中回和其发病频率呈负相关,没有正相关的区域。结果显示,全面强直-阵挛型癫痫患者的大脑结构存在异常,说明大脑灰质体积的异常可能和全面强直-阵挛型癫痫的发病存在一定的关系。     

第一和第二语言Stroop任务中EEG同步化分析

采用基于多元自回归的瞬时EEG相干方法研究了十位汉英双语者执行Stroop任务时脑神经电活动及其功能皮层区的协同作用。结果显示：在β1(13-18Hz)频段,无论是汉语(第一语言,L1)还是英语(第二语言,L2)呈现的刺激,不一致条件的EEG相干值明显大于一致条件的EEG相干值,表明β1频段对刺激类型敏感;与L2相比,L1的Stroop任务中,额一顶区的相干值显著增强。EEG相干值反映了不同脑皮层间的相互作用强度。因此研究结果表明：判断和处理冲突信息(如Stroop的不一致条件)时脑功能皮层区之间的协同作用增强;相对于第二语言,第一语言处理过程中额一顶区之间的通信协作增加。     

面孔吸引力加工的功能磁共振成像

西方面孔吸引力研究发现, 眶额皮层(OFC)的激活.面孔吸引力判断受个体爱情经
历影响, 但已有的研究没有根据被试的爱情经历分组, 探讨有无爱情经历对吸引力判断的
影响. 本研究选择18 名无异性朋友大学生和8 名有异性朋友大学生2 组被试, 对面孔图片
进行性别判断. 运用功能磁共振成像(fMRI)采集图像, 按照吸引力分类处理, 进行主效应、
交互作用、简单效应及组间的详细统计分析. 探讨面孔吸引力的加工脑区及不同爱情经历者
是否都激活OFC 脑区. 结果显示, 无异性朋友组面孔吸引力主效应激活前扣带回皮质、梭
状回、额中回和额下回区域, 但并没有OFC 的激活; 有异性朋友组高吸引力面孔和低吸引
力面孔都激活右侧OFC 上部. 男女图片均激活右侧前扣带回, 女性比男性图片额外激活右
侧OFC 上部. 结果表明, 前扣带回皮层对面孔美与不美的感知起关键作用; OFC 的激活不
受面孔吸引力性质影响, 高与低吸引力都能激活OFC; 右侧OFC 上部与爱情经历有关.     

基于功能性近红外光谱技术的双人同步交互测量研究

多人同步交互式记录是认知神经科学的一种新的研究范式,它可以揭示两个或多个个体的大脑间在社交情境下神经活动的耦合。这一目标仅靠单个大脑活动的记录与测量是无法实现的。功能性近红外光谱成像在进行多人同步交互记录研究中有独特的优势。该方面的研究已经涵盖了社会认知神经科学的多个领域。本研究使用近红外光谱成像对社交情境下自我表露的双人大脑前额皮层的活动进行交互式测量,并使用小波相关来分析双人大脑互动时的神经同步性。研究结果表明在进行社交对话时,被试对的大脑间左侧额中回、右侧眶额皮层和右侧额下回下部的活动同步性显著增强。共情能力与社交情境下脑间同步性的强度呈正相关,这种关系主要体现在右侧额下回。本研究支持了采用近红外光谱成像技术研究多人同步交互记录大脑间神经耦合的可行性和有效性。     

语言控制和一般领域认知控制的脑机制的重合和分离

双语者能根据不同的场合和交流对象选择目标语言进行交流.已有的研究发现,双语者需要通过抑制控制选择合适的语言.本研究使用功能性核磁共振(f MRI)技术,扫描22名汉-英双语者完成语言切换任务和西蒙切换任务时的脑活动状况,通过联合分析和分离分析的方法,揭示了双语产生过程中语言控制与一般领域的认知控制的脑机制的重合与分离.结果发现,双语产生过程中,语言控制需要使用一般领域的施加抑制和解除抑制机制.其中,语言控制与施加抑制共同涉及了额上回、前辅助运动区/背侧前扣带回、壳核和右侧顶上小叶的活动;语言控制与解除抑制都需要左侧顶上小叶的参与.此外发现,双语控制相比于一般领域的控制,需要特异性地激活左侧中央后回、左侧颞上回、左侧楔前叶、中后部扣带回、后辅助运动区、右侧颞中回、右侧舌回、右侧缘上回和双侧小脑等脑区,以发挥与发音动作、词汇提取、语义记忆有关的认知控制功能.这表明,语言控制与一般领域的认知控制既存在重合的脑机制,也存在分离的脑机制.     

单个汉字阅读过程中的双线路机制

因为汉字具有与拼音字母语言不同的方形书写结构以及字型映射规则,已有很多研究关注这两种语言是否存在着不同的阅读机制,但还在争论中.本研究通过功能磁共振技术,采用汉字和英文两种语言的真字(词),假字(词)以及非字(词)作为刺激材料来进一步研究此问题.研究结果显示:在高频字(词)条件下,汉字和英文具有相似的阅读机制,但在阅读假字(词)时,它们的阅读机制差异很大.具体表现为英文假词激活了左脑缘上回,而汉字假词激活了左脑额中回.研究结果说明:1)汉英双语者可能采用了两种不同的双线路机制来读取汉字和英文单词.2)汉英双语者在阅读英文假词时,须借助缘上回脑区进行字型转换.而在阅读汉字假字时,则需通过额中回进行笔画分析.