失歌症者对音乐和言语音高的加工

音高是音乐和言语领域中一个重要维度。失歌症是一种对音乐音高加工的障碍。探讨失歌症者对音乐和言语音高的加工有助于揭示音乐和言语音高加工是否共享特定的认知和神经机制。已有研究结果表明, 失歌症者对音乐音高加工存在障碍, 这种音高障碍在一定程度上影响到言语音高加工。同时, 声调语言背景无法弥补失歌症者的音高障碍。这些研究结果支持了资源－共享框架(resource-sharing framework), 即音乐和语言共享特定的认知和神经机制(Patel, 2003, 2008, in press), 并可能在一定程度上为失语症临床治疗提供借鉴。     

音高和时长信息加工在额下回眶部(BA47)的分离——来自fMRI实验的证据

通过功能性磁共振成像技术考察了额下回眶部(BA47)在言语中的音高和时长信息加工中的作用,发现音高和时长信息的加工在该脑区存在着明显的分离,这种分离可能是听觉加工腹侧通路的重要组成部分,即左脑和右脑颞叶的听觉和听觉相关皮层分别负责音高和时长信息的声学特征分析,而对应的额下回腹侧眶部则分别负责相关信息在工作记忆中的表征和保持,研究结果为音高和时长信息加工的声音信号假设提供了更为全面的证据。     

汉语语调早期加工的脑机制

采用ERP方法, 结合LORETA源定位分析技术, 考察了汉语语调早期自动加工的脑机制。结果发现： (1)对于附着在二声调汉字后的语调, 无论以单字词的形式, 还是以句子的形式呈现, 都没有诱发MMN; (2)当过滤掉实验刺激的言语信息后, 词音高和句子音高条件均诱发了MMN, 且这两个条件下的MMN波幅差异不显著; (3)LORETA分析发现, 句子音高条件在右半球顶叶的多个区域存在显著激活。该结果拓展了以往的研究结论, 为声学假设提供了证据。     

音高模式加工的大脑偏侧化研究

作为一种超音段成分,音高在言语的理解和产生过程中承担着重要作用,这些作用主要包括:区别不同声调的词汇意义,区别陈述、疑问等不同的语调,标志话语的情绪色彩等。音段、语义和句法信息的加工具有左脑优势,但音高模式加工的单侧优势及其机制还存在很多争论,本文从音高模式加工的两个主要理论———功能假设和声音信号假设出发,对相关研究加以评述。     

口语句子的韵律边界：窥探言语理解的秘窗

韵律边界加工与言语理解紧密相关, 最近十几年来逐渐成为心理学和语言学的研究焦点。韵律系统包含若干由小到大的韵律单位, 不同单位的韵律成分其边界强度不同, 表现在音高、延宕和停顿三个声学线索上的参数也不同。句子的听力理解过程中, 听话人运用声学线索感知权重策略对韵律边界的声学线索进行加工。从神经层面上来看, 对于韵律边界的加工, 大脑显示出独立且特异性的神经机制。韵律边界的加工能力在婴儿出生后随年龄的增长而发展, 到了老年阶段则逐渐退化, 而且似乎能够对二语迁移。未来, 需要扩大对韵律边界声学表现的考查范围, 进一步明确韵律边界的加工过程, 进一步厘清韵律边界加工和句法加工之间的关系, 进一步关注二语者韵律边界加工能力的发展。     

外显和内隐情绪韵律加工的脑机制：近红外成像研究

准确识别言语中的情绪韵律信息对社会交往非常重要。本研究采用功能近红外成像技术, 探索外显和内隐情绪加工条件下愤怒、恐惧、快乐三种情绪韵律加工过程中的大脑皮层神经活动。结果表明, 对愤怒、恐惧、快乐韵律进行特异性加工的脑区分别为左侧额极/眶额叶、右侧缘上回、左侧额下回, 其中右侧缘上回脑区同时受到情绪和任务的调控。此外, 右侧颞中回、颞下回和颞极在情绪外显任务中的激活明显强于内隐任务。本研究的结果部分支持了情绪韵律的层次模型, 也对该模型的第三层次, 即“额区对语音情绪信息的精细加工需要外显性情绪加工任务参与”提出了质疑。     

音高和时长信息感知的范畴特异性及其发展

通过考察不同范畴间相同声音特征和同一范畴内不同声音特征的感知探讨了言语和音乐中音高和时长信息感知的特异性及发展模式。结果发现：同一范畴内不同声音特征的感知显著相关,支持音高和时长信息加工的范畴特异性理论;高一学生只在言语中的音高和时长信息的感知上具有明显的范畴特异性,说明范畴特异性的形成因声音范畴属性的不同而有所差异;高一学生言语中音高信息的感知能力好于对时长信息的感知,而成人却没有差异,可能是受到了母语和第二语言学习经验的影响。     

韵律特征研究

介绍从知觉、认知和语料库分析角度对汉语韵律特征进行的一系列研究。（1）韵律特征知觉：用实验心理学和知觉标注的语料库分析方法,研究汉语语调和音高下倾与降阶问题,语句和语篇中知觉可以区分的韵律层级及相关的声学线索。研究结果支持汉语语调的双线模型理论和语句音高下倾的存在;证明语篇中知觉可以区分的韵律边界是小句、句子和段落,及其知觉相关的声学线索。（2）韵律特征与其他语言学结构的关系：在标注的语料库的基础上,用常规统计方法研究语句常规重音分布规律、语篇信息结构与重音的关系、并用决策树方法研究根据文本信息确定韵律短语边界和焦点的规则。（3）韵律特征在语篇理解中的作用：用实验心理学方法和脑电指标研究韵律对语篇信息整合和指代理解的影响,揭示其作用的认知和神经机制。讨论了这些研究结果对语音工程、语音学理论和心理语言学研究的实践和理论意义     

塞辅音范畴通达的时间进程：来自语境效应的证据

采用语境效应范式,以汉语听者为被试,在三个实验中考察了塞辅音声学信息和语音信息激活的时间进程。实验1语境刺激是/ta/、/ka/音节和/ta/、/ka/塞音段的声学模拟音,目标刺激是/ta/-/ka/对比连续体,结果发现,塞音声学信息激活没有产生语境效应。实验2语境刺激是/ta/、/ka/音节和/ta/、/ka/塞音段,结果发现塞音语音信息激活产生了显著的对比语境效应。实验3变化塞音段和目标刺激之间的间隔,系统考察塞音范畴通达的时间进程,结果发现,塞音知觉中听觉加工阶段向语音加工阶段的转变约发生于刺激加工后120 ms。实验结果揭示了塞辅音知觉中音位范畴通达的时间进程。     

人声加工的神经机制

人声是人类听觉环境中最熟知和重要的声音, 传递着大量社会相关信息。与视觉人脸加工类似, 大脑对人声也有着特异性加工。研究者使用电生理、脑成像等手段找到了对人声有特异性反应的脑区, 即颞叶人声加工区(TVA), 并发现非人类动物也有类似的特异性加工区域。人声加工主要涉及言语、情绪和身份信息的加工, 分别对应于三条既相互独立又相互作用的神经通路。研究者提出了双通路模型、多阶段模型和整合模型分别对人声的言语、情绪和身份加工进行解释。未来研究需要进一步讨论人声加工的特异性能否由特定声学特征的选择性加工来解释, 并深入探究特殊人群(如自闭症和精神分裂症患者)的人声加工的神经机制。     

抑郁障碍和焦虑障碍治疗的神经心理机制——脑成像研究的ALE元分析

抑郁障碍和焦虑障碍是两种最常见的精神障碍。使用激活似然估计(activation likelihood estimation,ALE)元分析对抑郁和焦虑障碍患者治疗后出现的一致脑区激活改变进行评估,并考察不同条件下这一改变的差异。研究共纳入25篇文献,结果发现:(1)抑郁和焦虑障碍接受治疗后,枕下回(inferior occipital gyrus,IOG)等脑区激活增加;豆状核(lentiform nucleus)等激活减少。(2)a.心理治疗产生的脑激活改变为豆状核活动的减少;药物治疗则在于扣带回(cingulate gyrus)等活动增加,而楔前叶(precuneus)等活动减少。b.任务下成像治疗后激活增加的脑区为扣带回等,减少的脑区为楔前叶等;静息下成像,治疗后枕下回等激活增加,额内侧回(medial frontal gyrus,MFG)等激活减少。c.抑郁障碍治疗后的脑激活变化为扣带回等活动增加,楔前叶等活动减少;焦虑障碍在于前扣带回/额内侧回(anterior cingulate/MFG)活动减少。研究表明治疗会给抑郁和焦虑障碍带来一致的脑区激活改变;治疗方法、成像状态和障碍类型不同,治疗后脑区激活改变也存在差异。     

Functional MRI of conventional and anomalous metaphors in Mandarin Chinese

This study looks at whether conventional and anomalous metaphors are processed in different locations in the brain while being read when compared with a literal condition in Mandarin Chinese. We find that conventional metaphors differ from the literal condition with a slight amount of increased activation in the right inferior temporal gyrus. In addition, when the anomalous metaphor condition is compared with the literal condition, increased activation occurs bilaterally in the frontal and temporal gyri. Lastly, the comparison between the anomalous and conventional metaphor conditions shows bilateral activation in the middle frontal gyrus and the precentral gyrus, and right-hemisphere activation in the superior frontal gyrus. Left hemisphere activation is found in the inferior frontal gyrus and fusiform gyrus. The left hemisphere activation in the frontal and temporal gyri point to the recruitment of traditional language-based areas for anomalous metaphor sentences, while the right-hemisphere activation found suggests that remote associations are being formed. In short, our study supports the idea that metaphors are not a homogenous type of figurative language and that distinguishing between different types of metaphors will advance theories of language comprehension.     

Cortical localisation of the visual and auditory word form areas: a reconsideration of the evidence

In this paper we examine the evidence for human brain areas dedicated to visual or auditory word form processing by comparing cortical activation for auditory word repetition, reading, picture naming, and environmental sound naming. Both reading and auditory word repetition activated left lateralised regions in the frontal operculum (Broca's area), posterior superior temporal gyrus (Wernicke's area), posterior inferior temporal cortex, and a region in the mid superior temporal sulcus relative to baseline conditions that controlled for sensory input and motor output processing. In addition, auditory word repetition increased activation in a lateral region of the left mid superior temporal gyrus but critically, this area is not specific to auditory word processing, it is also activated in response to environmental sounds. There were no reading specific activations, even in the areas previously claimed as visual word form areas: activations were either common to reading and auditory word repetition or common to reading and picture naming. We conclude that there is no current evidence for cortical sites dedicated to visual or auditory word form processing.     

Brain activation during semantic processing in autism spectrum disorders via functional magnetic resonance imaging

Language and communication deficits are core features of autism spectrum disorders (ASD), even in high-functioning adults with ASD. This study investigated brain activation patterns using functional magnetic resonance imaging in right-handed adult males with ASD and a control group, matched on age, handedness, and verbal IQ. Semantic processing in the controls produced robust activation in Broca's area (left inferior frontal gyrus) and in superior medial frontal gyrus and right cerebellum. The ASD group had substantially reduced Broca's activation, but increased left temporal (Wernicke's) activation. Furthermore, the ASD group showed diminished activation differences between concrete and abstract words, consistent with behavioral studies. The current study suggests Broca's area is a region of abnormal neurodevelopment in ASD, which may be linked with semantic and related language deficits frequently observed in ASD.     

不同情绪载体的神经活动及其异同——脑成像研究的ALE元分析

情绪识别一直是学界关注的热点。虽然已有研究探讨了动态面孔表情、动态身体表情和声音情绪的脑机制, 但对每种情绪载体的整体认识相对不完善, 同时对不同情绪载体之间神经机制的共性和区别知之甚少。因此, 本研究首先通过三项独立的激活似然估计元分析来识别每种情绪模式的大脑激活区域, 然后进行对比分析以评估三种情绪载体之间共同的和独特的神经活动。结果显示, 动态面孔表情的大脑活动包括广泛的额叶、枕叶、颞叶和部分顶叶皮层以及海马、小脑、丘脑、杏仁核等皮层下区域; 动态身体表情的激活集中于颞/枕叶相关脑区以及小脑和海马; 声音情绪则引起了颞叶、额叶、杏仁核、尾状核和脑岛的激活。联合分析表明, 三种情绪载体跨模态激活了左侧颞中回和右侧颞上回。对比分析的结果证明了视觉刺激比听觉刺激更占优势, 动态面孔表情尤为突出, 同时动态身体表情也发挥着重要作用, 但声音情绪有其独特性。总之, 这些发现验证和拓展了三种情绪载体的现有神经模型, 揭示了情绪处理中心的、普遍性的区域, 但每种情绪载体又有自己可靠的特异性神经回路。     

Developmental changes in the linguistic brain after puberty

The development of reading skills is a complex and very long-lasting process. In an influential study Booth et al. demonstrated age-related changes in the activation of a network of left hemisphere regions, including the inferior frontal area, the superior temporal gyrus, and the angular gyrus. Interestingly, they found that the angular gyrus, which is involved in the mapping between phonological and orthographic representation, is automatically activated in adults during visual orthographic tasks not requiring this operation.     

Behavioral and fMRI evidence that cognitive ability modulates the effect of semantic context on speech intelligibility

Text cues facilitate the perception of spoken sentences to which they are semantically related (Zekveld, Rudner, et al., 2011). In this study, semantically related and unrelated cues preceding sentences evoked more activation in middle temporal gyrus (MTG) and inferior frontal gyrus (IFG) than nonword cues, regardless of acoustic quality (speech in noise or speech in quiet). Larger verbal working memory (WM) capacity (reading span) was associated with greater intelligibility benefit obtained from related cues, with less speech-related activation in the left superior temporal gyrus and left anterior IFG, and with more activation in right medial frontal cortex for related versus unrelated cues. Better ability to comprehend masked text was associated with greater ability to disregard unrelated cues, and with more activation in left angular gyrus (AG). We conclude that individual differences in cognitive abilities are related to activation in a speech-sensitive network including left MTG, IFG and AG during cued speech perception.     

工作记忆训练诱发的神经可塑性——基于系列fMRI实验的脑区分布递减时空模型

工作记忆训练(Working Memory Training, WMT)诱发神经可塑性, 但其具体机制尚不明晰。为探索WMT改变正常人群大脑功能的时空特性, 以“扩展的智力顶额整合理论”和“神经效率假说”为依据, 采用逐层递进的5种方法, 分6个步骤来查究近20年来正常人群WMT的37篇fMRI文献。第一步, 用叙述性综述、频数分析和卡方检验法比较脑区激活模式和脑网络功能连接在WMT前后发生的改变, 发现WMT改变了大脑的5个联合区、7个宏观区和3个子区。其中, 额上回、顶下小叶和扣带回这3个子区各自激活减弱的报道文献数量多于其激活增强的, 且这种差异分别具有统计学意义。第二步, 采用激活似然估计法对其中26篇开展元分析, 发现大脑的3个子区激活减弱水平在WMT前后的差异具有统计学意义, 即额中回(BA6和8)、额上回(BA6)和前扣带回(BA24和32)。第三步, 综合定性和定量分析结果, 提出WMT脑区分布递减时空模型, 产生5个结果和讨论。第四步, 采用非参数检验进一步追踪WMT效应的调节因素, 发现训练的任务类型和时间分别对脑区激活的影响具有统计学意义。第五步, 针对正常人群WMT诱发神经可塑性的时空特性, 得出3个结论：第一, WMT改变了正常人群相应脑区的神经活动, 表现为减弱或增强, 但减弱更加突出, 且更新和较短时间的WMT倾向于诱发较多减弱; 第二, 这些神经活动变化主要发生在额顶叶联合区, 但也包括分别以颞叶、枕叶、扣带回及纹状体为主的联合区, 在一定范围内体现了整脑功能联合。这体现了WMT诱发神经可塑性的空间特性, 且符合“扩展的智力顶额整合理论”; 第三, 额中回、额上回、顶下小叶和扣带回(尤其前扣带回)这4个子区在激活减弱水平上重点展示了WMT神经可塑性的时间特性, 且符合“神经效率假说”, 恰好体现出“聪明的大脑更懒惰”。第六步, 指出WMT诱发神经可塑性的未来研究可能关注脑可塑性中的低活跃性、辨析额中回、额上回、顶下小叶和扣带回(尤其前扣带回)这4个子区在激活减弱水平上体现的时间特性、找寻训练减弱或增强大脑活动的综合性影响因素。     

自闭症谱系障碍人群词义加工的脑激活模式：基于fMRI研究的元分析

本研究筛选了11项采用功能性磁共振成像技术探究言语自闭症人群词义加工的研究, 探讨了该人群与典型人群脑激活模式的差异是否具有跨研究的稳定性。结果表明, 差异的脑激活模式稳定存在, 且表现为主要涉及左额上回的典型脑区激活不足。该结果为言语ASD人群语言加工的神经机制提供了来自词义加工的跨研究激活证据, 在明确“减弱的额叶激活”这一稳定差异表现的基础上, 强调了针对不同语言加工任务开展元分析研究的必要性。