新颖词汇学习中语义和语音加工的fMRI研究

摘要

目的：利用功能磁共振脑成像（fMRI）技术，比较在德语和汉语学习过程中大脑皮层参与的异同，从而为新颖词汇学习过程中，语义和语音加工的神经机制提供相关实验依据。
　　 方法：选取16 名右利手，母语为汉语且没有德语学习经验，视力或矫正视力正常的健康大学生为被试进行词汇学习任务。听觉呈现德语词汇和汉语词汇（德语词汇和汉语词汇各15 个），随后视觉呈现实物图片，要求被试按左右键判断所听词汇是否与所呈现的图片语义一致。实验为block 设计，共6 个run。实验在西安唐都医院放射科磁共振室完成。使用3T GE MRI 扫描仪和标准线圈，功能像采用EPI 完成（TR=2000ms，TE=30ms）采集全脑的BOLD-fMRI 数据。数据分析采用SPM2 软件，比较不同任务下被试大脑激活区域的异同，并利用广义线性模型进行单被试和组分析。
　　 结果：与休息状态相比，汉语学习和德语学习都唤起了相当数量脑区的激活。包括双侧颞上回、左侧颞中回、左侧顶叶（BA7）、左侧中央前回（BA6）以及右侧枕中回。汉语任务下还主要激活了内侧前额叶皮质。德语任务下则激活了双侧额下回（BA47）、右侧额上回、左侧额中回以及左颞梭状回（BA47）。德语任务减去汉语任务有较多区域出现显著的激活，包括双侧额中回（BA9/46）、双侧额上回（ BA8）、双侧颞中回（ BA21）、右侧枕中回（ BA18/19）
　　 以及右侧舌回。汉语任务减去德语任务，则出现左侧顶叶（BA7/31）、右侧顶下叶、右脑内侧前额叶皮质、左侧枕叶（BA19）等区域的明显激活。
　　 结论：
　　 1. 汉语学习和德语学习中，大脑双侧颞叶、枕叶、左侧顶叶以及中央前回都出现了明显的激活。根据以往研究，这些区域与语义及语音加工过程都有着密切的关系，本研究印证了这一结论。
　　 2. 与汉语学习相比，在德语学习下，发现了一些特殊脑区主要是额叶区域的激活，如负责语义加工选择的右侧额上回、双侧额中回以及更多的颞叶区域的激活。在相关的研究中，已有结果显示在新颖语言的学习过城中，这些区域会比母语加工产生更为强烈的激活。本研究进一步说明中文被试在学习新颖（德语）词汇的过程中，这些语言相关脑区需要更深度的加工。同时，德语学习比汉语学习更多的激活了右脑部分区域，表明在学习新语言的过程中，右脑起着重要的作用。
　　 3. 在汉语学习中发现了左侧顶叶、左侧枕叶等负责汉语语音加工的区域更强的激活，表明汉语作为象形表意语言，与其他拼音语言的语音加工有着不同的激活区域。