基于经颅磁刺激技术的不同语言关键脑功能区研究
Research on Key Language Functional Areas of Different Languages Based on Transcranial Magnetic Stimulation
语言是人类特有的认知能力,是我们人类区别与动物的重要特征,近年来科研人员对大脑语言的研究逐渐增加,特别是以功能磁共振影像学技术(Functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI)为代表的神经影像学技术的发展及进步,出现了大量对大脑语言功能的研究文献,这在一定程度上促进了人类对大脑如何读取、加工及输出语言信息的认识,促进了与语言相关技术的发展,然而,目前人类对大脑的语言功能的认识依然是冰山一角.fMRI技术虽然在研究大脑语言功能上取得了一定的成果,但依然存在许多亟待解决的问题.如Poldrack在2016年指出的功能磁共振假阳性问题,这让人们开始谨慎对待以前的磁共振影像研究结果.同时,fMRI研究主要以研究大脑的语音功能与目标脑区相关关系,并没有验证该目标脑区与所研究的语言功能是否存在因果联系,而因果联系在一定程度上比简单的相关关系更具有说服力.本文将基于一种新的技术-经颅磁刺激技术(Transcranial magnetic stimulation,TMS)来研究大脑的语言功能.虽然国外已经存在需要关于使用TMS技术研究大脑语言功能的文献,但相对于功能神经影像来说较少,并且绝大多数均以西方语言为第一语言的人为被试进行的研究.对于使用人数最多的汉语来说,深入研究大脑的语言功能对国人来说是非常有意义的事情.TMS技术是一门非侵入式的神经刺激和神经调控技术,利用电磁感应原理,强电流通过环形线圈瞬间会产生脉冲磁场,脉冲磁场能无创、无损地穿透头皮、颅骨并作用于大脑皮层,激发神经元膜内外的离子流动,促使神经元产生去极化现象,从而产生微弱的神经电信号,干扰了神经元的正常活动.因此利用TMS技术可以抑制或异化某个靶向脑区的神经活动来探索大脑正在进行的语言信息加工过程,以探索该靶向脑区与该语言功能的因果联系.前人研究发现,表意正字法语言(如汉语)言语者的左脑额中回(BA9)在中文语音加工中有着重要的作用,字母正字法语言(如英语)言语者的颞顶区(BA40)在英文语音加工中有着重要的作用.为了探索左脑额中回和颞顶区分别与中文和英文的语音加工任务是否存在因果上的关系,本研究将基于TMS为技术手段,针对实验研究特点设计实验及TMS频率、强度和时长等关键参数,研究BA9脑区在TMS作用下是否会影响被试正在进行的中文同音判断任务;BA40脑区在TMS作用下是否会影响被试正在进行的英文同音判断任务.本研究以视觉刺激方式作为输入引导健康成年人被试进行相应的语言语音信息加工,在被试加工语音的同时施予重复经颅磁刺激脉冲调制BA9或BA40的神经活动,并采集数据.通过实证方法证实了BA9脑区特异性与中文语音信息加工存在因果联系,而BA40脑区特异性与英文语音信息加工亦存在因果联系,也证实了本研究设计的TMS参数的有效性,最后证实了TMS技术在探索汉语为母语,英语为第二语言的双语者的大脑语言功能同样是有效的工具.
- 作者：
- 段以晗
- 学位授予单位：
- 深圳大学
- 专业名称：
- 生物医学工程(专业学位)
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2018年
- 导师姓名：
- 谭力海；侯刚强
- 中图分类号：
- R338；TP391.41
- 关键词：
- TMS；fMRI；中文语音；英文语音；因果联系
- TMS; fMRI; Chinese speech; English speech; Causal Association;