语言脑神经网络的功能研究--伟众脑科学

  发布时间:2021-01-11   浏览次数:5次 返回上一级

        神经影像学和神经功能测量已经确认了威尔尼克区和布洛卡区的基本功能,同时也拓展了我们对人脑如何加工语言的理解。事实上,似乎这些大的脑区都由功能较少、体积较小而又相互关联的加工区域组成( Bookheimer, 2002)。此外,每个专门化的功能区域并不能独自完成语言加工;相反,这些功能不仅在同一皮层区域内,而且在不同皮层区域间都会产生高度的交互作用。当前的模型认为,语言加工是一个分布式的网络功能,包含了各种功能不同和相距甚远的脑区,而不是由具有局部语言功能的特异加工模块组成的。因此,额叶下部和颞叶区域是一个较大皮层网络的一部分,这个网络可以完成各种类型的语言加工。对于语言的某些方面,这个网络主要包括优势半球的脑区;而对于另外一些方面,它则是双侧的(Vannest,Karunanayaka,Schmithorst ,Szaflarski,&Holland,2009)。

        更复杂的语言任务会涉及更缜密的网络。例如,研究认为,话语加工包括五种不同的网络,它们在完成此加工任务中所起的作用是独一无二的,但又是整个加工过程的一部分(Mason&Just,2006)。这些加工网络有负责语义理解的网络(右侧颞叶中部和上部),负责对协调性进行监控的网络(双侧背外侧前额叶)、负责文本整合的网络(左侧额下回一左侧颞叶前部皮层)、负责解释主体观点的网络(双侧额中回、右侧颞/顶后部皮层)以及负责想象空间信息的网络(双侧顶内沟,左侧优势)。所以,儿童在听老师解释历史事件时,他/她并不只运用了左半球的语言区,而是使用了包括左侧和右侧脑区在内的一个大网络。任务的挑战性越大(比如,包括抽象的语言,或要求大量的推理或“填空”),需求的脑区越多。

        大脑言语语言网络弓状束左右半球为两个部分,一部分是颞上回纤维,纤维束连接颞上回的后部(即威尼克氏区,BA22区)和额叶的BA44区和BA6区;另一部分是颞中区纤维束,该纤维束在左半球连接颞叶的BA21区和BA37区,以及额叶的BA44区和BA6区、BA9、BA45的一部分,而在右半球,颞中回纤维束小的多,从覆盖的范围上看,它只是连接了颞叶的BA37区和额叶的BA6区和BA44区的后部。而颞上回纤维束负责语音的处理,而颞中回纤维束则与词汇—语义的处理有关。(如下图)

  

     

        与言语加工有关的主要大脑区域及其连接通路(如下图)。大脑的额叶和颞叶在言语加工过程中起着常重要的作用,主要包括以下区域:位于额下回的布罗卡区、颞上回、颞中回。此外顶叶的部分区域和角回在言语加工中也发挥着一定的作用。在大脑的颞叶和额叶之间存在着4条通路:两条背侧通路和两条腹侧通路。两条背侧通路:背侧通路I,颞叶通过弓状束和上纵束与额叶的前运动皮层相连;背侧通路Ⅱ,额下回的BA44区通过背侧通路(弓状束、上纵束)与颞叶相连。两条腹侧通路:腹侧通路I,颞叶通过极囊束与额下回的BA45区相连;腹侧通路Ⅱ,前额叶的额叶岛盖通过钩状束与颞叶前部相连。除了长距离的连接之外,还存在短距离的连接。例如,在颞叶内部存在两条通路,第一是从海氏回到颞极和颞上回前部,第二条是从海氏回到颞上回后部。

        

        根据执行任务的类型,语言网络会与其他认知加工网络交互作用,如工作记忆网络和情景记忆网络。这些网络可以促进或者干扰语言的加工。例如,根据刺激和任务的要求,工作记忆网络通常包含前额皮层和顶叶(Owen,McMillan,Laird,&Bullmore,2005)。工作记忆网络包含在任何一种语言任务中,在进行另一种加工的时候,语言必须保持“在线”(on line)。例如,在拼写测验中,孩子必须一边保持听到的句子“在线”,一边把听到的词汇转换成正字法符号,而且还要准备动作计划来产生书写的字母。情景记忆网络由颞叶内侧、前额叶和顶叶组成(Wagner,Shannon,Kahn,&Buckner,2005),它的作用是将知识转化为口语之前,回忆相关的经验。例如,当要求学生作一个口头实验报告时,学生必须从情景记忆中检索出已经执行的任务,然后在作报告之前把回忆起来的经验转化为语言。因此,语言网络仅仅是学校生活中孩子们遇到各种各样任务时所用到更大皮层加工网络的一部分。语言网络功能的效率受到分配给其他竞争性功能或任务的认知资源的影响。



参考文献:

《心智、脑与教育》 【美】David.Sousa主编。

《脑科学康复模式的理论研究》唐伟众  程文明 主编。



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