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基于功能磁共振成像的中文阅读脑网络机制研究

马哲

基于功能磁共振成像的中文阅读脑网络机制研究

马哲1
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作者信息

  • 1. 深圳大学
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摘要

文字阅读作为语言加工的核心环节之一,其神经机制研究在神经科学领域中占据着重要地位。基于脑影像技术的文字阅读神经机制研究不仅深化了我们对阅读过程的理解,还对阅读教育以及阅读障碍疾病的诊治具有重要的指导意义。不同语言系统的文字、语法不同,其脑影像加工机制可能存在显著差异,有必要开展针对中文阅读的机制研究。 当前中文阅读神经机制的研究主要局限于任务态下的局部激活及少数感兴趣区域的功能连接分析,但是阅读是一个高度复杂的认知过程,涉及到多个脑区的协作与动态认知交互,有必要开展全局性研究和动态功能连接分析,以更深入地理解中文阅读过程中信息在空间和时间上的传递和整合,但目前尚无相关报道。另外视觉词汇识别与句子理解是阅读的关键环节,尽管已有分别研究,但两者结合的探索仍显不足,有必要结合视觉词汇识别与句子理解任务两个阅读水平,以更深入地理解中文阅读的神经机制。 因此,针对现有中文阅读研究在空间全局性和时间动态性方面的欠缺,本研究招募了105位健康大学生作为被试,设计了包含视觉词汇任务和句子判断任务的中文词汇阅读任务实验实验范式,采集功能磁共振影像数据和行为学数据,完成了任务态功能激活分析,描述了脑网络层面的激活模式差异。 随后,本研究运用广义心理生理交互分析(generalizedPsychoPhysiologicalInteractions,gPPI)算法,构建了全脑之间的任务调制脑网络,选择中文阅读关键脑区之一视觉词形区(visualwordformarea,VWFA),构建了该脑区到全脑的任务调制脑网络,通过开展不同实验条件间的比较来分析与中文阅读有关的特异性静态脑网络连接模式表现。结果显示与假词和物体线条图刺激相比,真词条件刺激会引起VWFA到语言和带状盖网络的连接增强,但会使VWFA到背侧注意和视觉网络的连接减弱。与假句子刺激相比,真句子刺激会引起VWFA到语言和默认网络的连接增强。 最后,本研究运用基于滑动窗的动态功能连接(dynamicfunctionalconnectivity,dFC)分析,识别到了中文阅读任务中重复出现的VWFA脑网络连接模式。各模式及条件下的空间分布结果表明:真词和真句子刺激由于包含更多的语言信息,会增强VWFA和语言网络的连接;假词和线条图刺激由于包含更多的视觉信息,会增强VWFA和视觉网络的连接,并抑制VWFA和认知与情绪控制网络的连接;各个控制条件由于包含更多的陌生信息会增强VWFA和注意力网络的连接;假句子条件会抑制VWFA和默认模式网络的连接。而各模式及条件下的时间特征表明VWFA在处理越复杂的信息时,其连接越偏向于频繁出现更高级的模式,这也体现了大脑在处理不同任务时的资源分配能力。 综上,本研究基于任务态fMRI任务调制静态脑网络及动态脑网络模式特征,更加全面的探究了在中文词汇阅读和句子阅读时大脑的信息交互,从而加深了对中文阅读神经机制的理解。

关键词

中文阅读/脑影像加工/功能磁共振成像/脑网络机制

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授予学位

硕士

学科专业

生物医学工程

导师

张治国

学位年度

2024

学位授予单位

深圳大学

语种

中文

中图分类号

R3
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