Funkční gradient vřetenové kůry pro rozpoznávání čínských znaků, část 3

Výsledky RSA

Sémantické reprezentace byly zkoumány pouze pro RWsrecognition, což vedlo ke dvěma shlukům, levému střednímu a přednímu FG, z nichž oba byly blízko laterálního okcipitotemporálního sulku (obr. 3A).

Laterální okcipitotemporální sulcus je důležitou součástí lidského mozku. Nachází se na straně spánkového laloku a má neoddělitelný vztah k lidské paměti. Spánkový lalok je jednou z hlavních oblastí v lidském mozku, která zpracovává jazyk, kognice, sluch, paměť a další funkce, a laterální okcipitotemporální sulcus je nejdůležitější částí této oblasti.

Studie zjistily, že velikost laterálního okcipitotemporálního sulku úzce souvisí s pamětí lidí. Čím větší je okcipitální temporální sulcus, tím lepší je paměť osoby. Laterální okcipitotemporální sulcus zároveň úzce souvisí se schopností lidí učit se a schopnostmi zpracovávat informace.

Velikost laterálního okcipitotemporálního sulku je do značné míry dána geneticky, ale na vývoj laterálního okcipitotemporálního sulku může mít vliv i životní styl a prostředí člověka. Udržování dobrých životních návyků a zdravé výživy, udržování dobré mentality a provádění vhodných mentálních cvičení jsou prospěšné pro rozvoj okcipitálního temporálního sulcus.

Kromě toho lze lidskou paměť zlepšit neustálým cvičením a tréninkem. Můžeme například zlepšit naši paměťovou schopnost nepřetržitým čtením, zapamatováním, myšlením atd., čímž podpoříme rozvoj laterálního okcipitotemporálního sulcus.

Stručně řečeno, laterální okcipitotemporální sulcus úzce souvisí s lidskou pamětí. Abychom si uchovali paměť, musíme věnovat pozornost našim životním návykům a prostředí a podporovat rozvoj laterálního okcipitotemporálního sulku prostřednictvím neustálého tréninku, aby byl náš mozek zdravější, flexibilnější a pružnější. moudrost. Je vidět, že potřebujeme zlepšit paměť a Cistanche deserticola může výrazně zlepšit paměť, protože Cistanche deserticola je tradiční čínský léčivý materiál, který má mnoho jedinečných účinků, jedním z nich je zlepšení paměti. Účinnost mletého masa vychází z různých účinných látek, které obsahuje, včetně kyselin, polysacharidů, flavonoidů atd. Tyto složky mohou různými způsoby podporovat zdraví mozku.

Klikněte na 10 způsobů, jak zlepšit paměť

Reprezentace logo-grafému se podílí na kognitivním zpracování pravopisu, radikálů a kompozitních vizuálních prvků, které byly zkoumány pro rozpoznávání FW, PW a RW.

Rozpoznání FW nezahrnovalo právní pravopis a logo-grafémové reprezentace FWs byly nalezeny v bilaterálním středním týlním gyru (obr. 3B). Kromě bilaterálního středního a dolního okcipitálního gyru byly logo-grafémové reprezentace PW také nalezeny vlevo střední FG (obr. 3B), která může sloužit jako abstraktní pravopis kvůli nedostatku sémantiky PW.

Logo-grafémová reprezentace RW byla pozorována v bilaterálním středním týlním gyru, levém dolním týlním gyru, bilaterální střední FG a levé přední FG (obr. 3B). Zejména levá střední a přední FG byly oba zapojeny do ortografických reprezentací RW, ale pouze levá střední FG se podílela na těch PW, což naznačuje, že střední a přední část levé FG mají různé funkční role.

Levá střední FG indukovala abstraktní pravopis a levá přední FG souvisela s lexikálním pravopisem. Další podrobnosti naleznete v tabulce 3.

Je pozoruhodné, že během rozpoznávání RW byly logo-grafém a sémantické reprezentace pozorovány jak v levé střední, tak v přední FG a spolu s lateralokcipitotemporálním sulkem.

Shluky, na nichž jsou založeny logo-grafém a sémantické reprezentace prostorově sousedící k sobě v levé střední a přední FG, v tomto pořadí. Abychom prozkoumali vztahy mezi logo-grafémem a sémantickými reprezentacemi mezi levou střední a přední FG, Spearmanova korelační analýza byla provedena napříč subjekty (obr. 4B). .

Mezi sémantickými reprezentacemi v levé střední fusiformní a levé anteriorfusiformní oblasti byla nalezena okrajově významná korelace (r {{0}}.26, p=0.067). Reprezentace logo-grafém v pravé střední FG významně korelovaly s reprezentacemi logo-grafém v levém středu (r=0,485, p, 0,001) a přední FG (r=0,325,p { {12}}.020).

Logo-grafémové reprezentace levé přední FG významně korelovaly se sémantikreprezentacemi levé střední FG (r=0.284, p=0.044). Žádná významná korelace mezi reprezentacemi logo-grafeme byla detekována levá střední FG a levá přední FG.

Zejména, jak je znázorněno na obrázku 4A, shluky pod logo-grafémem a sémantické reprezentace v levé přední FG a shluky v levé střední FG sousedily nebo vedle přední a zadní části oblastí efektu slovní formy, které byly objeveny během aktivační analýzy. U oblastí lexikálních efektů však bylo zjištěno nepřekrývání v oblastech logo-grafém a sémantické reprezentace RW.

Výsledky ověření

Jak je uvedeno v Obrázcích rozšířených údajů 2-1, 3-1, 4-1 a Tabulkách rozšířených údajů 1-1, 2-1, 3-1, na základě výsledků aktivace a RSA na údajích po vyloučení jsou konzistentní s výsledky založenými na všech údajích, což naznačuje, že behaviorální výkon může mít malý vliv na mozkovou odezvu účastníků.

Diskuse

V této studii jsme se zaměřili na zkoumání funkčního gradientu v rámci FG odpovídající různým úrovním ortografické struktury ve vizuální lexikální rozhodovací úloze k rozpoznání čtyř typů znakových podnětů.

Na rozdíl od jednorozměrné analýzy, která identifikuje reakci mozku na experimentální stimul prostřednictvím lineárního přizpůsobení reakce chování hemodynamickým aktivitám mozkových voxelů, RSA charakterizuje korespondenci mezi vzory mozkové aktivity a teoretickým/behaviorálním měřením (např. neurálním a behaviorálním).

Proto, ačkoli obě tyto dvě metody mohou charakterizovat mozkové aktivity, RSA může detekovat více jemnozrnných informací o vzorech než jednorozměrná analýza. Naše výsledky založené na aktivaci a RSA odhalily, že existuje posterior-to-anteriorgradient pro ortografické zpracování znakových stimulů v levé FG.

Kromě toho byly detekovány tři funkčně segregované oblasti v levé FG, zadní, prostřední a přední oblast, zatímco v pravé FG byl pozorován nosimilární vzor. Tato zjištění odhalila nervový základ pro předzpracování hierarchického rámce čínského pravopisu, tj. obecných vizuálních vlastností, radikálního pravopisu, pravopisu a lexikálního pravopisu.

Funkční gradienty selektivity znaků v levé FG

Přestože předchozí výzkum odhalil zapojení levé FG do vizuálního rozpoznávání slov (Cohen et al., 2002; Bruno et al., 2008; Glezer et al., 2009, 2015; Baeck et al., 2015; Lochy et al., 2018 ), úrovně ortografické struktury pro postižení levé FG nebyly objasněny (Kuo et al., 2004; Liu et al., 2008; Price andDevlin, 2011).

Naše výsledky ukázaly, že levá okcipitotemporální kůra přednostně reaguje na ortograficky legální znaky (tj. RW a PW), což bylo v souladu s předchozími zjištěními (Price et al., 1996; Cohenet al., 2002; Ben-Shachar et al., 2007; Vinckier et al., 2007; Chan et al., 2009; Tian et al., 2020; Liu et al., 2021). Navíc jsme na základě minimálního rozdílu v pravopisné legalitě mezi PW a FW našli wordformní efekt v levá střední FG, indikující selektivitu k ortografické legalitě, tj. radikální pozici pro identifikaci charakteru (Wu et al., 2012).

Kromě toho byl pozorován lexikální efekt v přední části levé FG na základě minimálního rozdílu v lexikálním pravopisu mezi RW a PW, což naznačuje, že přední část levé FG může integrovat fonologické nebo sémantické informace z kortikálních oblastí vyšší úrovně, jako je levá úhlový gyrus, levý supramarginální gyrus a levý dolní frontální gyrus, možná přes obloukový fasciculus (Price et al., 2003; Liu et al., 2021).

Kromě toho jsme pozorovali, že PW vyvolaly více aktivací v levé střední FG, což bylo v souladu s předchozími nálezy (Fiez et al., 1999; Xu et al., 2001). Mezitím FW vyvolaly větší aktivaci v zadní části levé FG, zatímco SC vyvolaly větší aktivaci v levém středním okcipitálním gyru.

Tato zjištění podporují hypotézu o chybách predikce, což znamená, že když je astimul rozpoznán jako potenciálně smysluplný, ale není účinně předpovídán jeho vizuální slovní formou, může vyvolat zvýšenou mozkovou aktivitu (Price a Devlin, 2011; J Zhao a kol., 2019; Gagl a kol. , 2020).

V souladu s předchozími zjištěními v abecedních jazycích různé aktivační vzorce také odhalily odpovídající vztah mezi funkčním gradientem levé FG a podobností s RW, což ukazuje na vyladění ortografických pravidelností čtenářova jazyka v průběhu učení se číst (Vinckier et al., 2007 ).

Funkční segregace podoblastí v levé FG

Abychom dále prozkoumali funkční role podoblastí levé FG, zkoumali jsme logo-grafemereprezentace RW, PW a FW pomocí RSAmethod. Pozorovali jsme, že logo-grafémové reprezentace RW byly detekovány ve střední a přední části levé FG, zatímco logo-grafémové reprezentace PW byly pouze v levé střední FG, což by mohlo být způsobeno rozdílem mezi kognitivním zpracováním RW a PW . Tyto nálezy naznačovaly, že levá střední FG zpracovávala slovní pravopis, zatímco přední část levé FG byla zapojena do lexikálního pravopisného zpracování.

V souladu s předchozími zjištěními jsme zjistili, že sémantické reprezentace v levé přední FG a logo-grafemereprezentace v levé střední FG byly dobře zarovnány s přední a zadní částí selektivních oblastí slovních forem, což ukazuje na funkční pododdělení levé FG ( Lerma-Usabiaga a kol., 2018; White a kol., 2019).

Kromě toho byly v zadní oblasti levé FG detekovány logo-grafémové reprezentace FW. Proto, navzdory vysoce diskriminovaným lingvistickým rysům mezi čínštinou a angličtinou (Mo et al., 2015), existují podobné funkční gradienty levé FG pro zpracování čínského i abecedního jazyka, což ukazuje na radikálně založenou škálu stimulů v čínských znacích, jako je stimul založený na písmenech stupnice v abecedních jazycích (Vinckier et al., 2007; Lochy et al., 2018).

Abychom identifikovali gradient abstraktního ortografického tolexikálního pravopisu od střední části k přední části levé FG, vypočítali jsme také korelace mezi mozkovými reprezentacemi RW. Nebyla nalezena žádná významná korelace pro reprezentace logo-grafému mezi střední a přední částí FG, což může znamenat, že existují dva různé typy ortografického zpracování zastoupené ve střední a přední části levé FG.

Mezitím byla pozorována významná korelace mezi logo-grafémovými reprezentacemi přední části levé FG a sémantikreprezentacemi střední části levé FG, což naznačuje, že přední oblast levé FG by mohla integrovat sémantickou informaci z levé střední FG přes modulace shora dolů pro zpracování pravopisu.

Předchozí studie odhalily existenci modulace shora dolů z oblastí na vysoké úrovni, jako je levý dolní frontální gyrus a levý střední a horní temporální gyrus k levému střednímu FG (LB Zhaoet al., 2017; Lerma-Usabiaga et al., 2018; Wang a kol., 2018; Liu a kol., 2021).

Obecně jak výsledky jednorozměrné aktivační analýzy, tak RSA analýzy potvrdily funkční gradienty v levé FG, ale ne v pravé FG během rozpoznávání čínských slov (obr. 2, 3). Kromě toho analýza RSA poskytla jemnější výsledky díky voxelovému rozkladu kognitivních komponent (logo-grafém a sémantika) každé podmínky úlohy.

Reprezentace logo-grafémů a sémantikreprezentace RW v levém středním FG byly zahrnuty do oblasti slovního efektu (obr. 4A), což implikovalo více než jeden kognitivní proces v rámci jediného funkčního gradientu, který kolektivně podporoval jeho lingvistickou funkci. Potenciální asociace mezi sémantickými reprezentacemi v levé střední a přední FG (obr. 4B) ukázaly možné interakce kognitivních složek mezi různými funkčními gradienty. Budoucí studie by se měly zaměřit na to, jak jsou funkční gradienty v levé FG organizovány zkoumáním komplexních interakcí kognitivních složek uvnitř a mezi gradienty.

Funkční organizace znakové selektivity v pravé FG

Vzhledem ke čtvercovému tvaru čínských znaků, podstatné důkazy ukázaly, že pravá FG je specificky zapojena do rozpoznávání čínských znaků pro zpracování prostorových informací, jako je umístění různých tahů a radikálů tvořících znak (Tan et al., 2000, 2001, 2005 Bolger a kol., 2005; Guo a Burgund, 2010).

Zjistili jsme také, že nejen skutečné postavy, ale také pseudo-znaky a falešné postavy vyvolávají aktivaci pravé FG. V pravé FG jsme však nenašli hierarchickou funkční organizaci čínského pravopisu, která by byla v souladu s předchozími zjištěními (Vinckieret al., 2007; Chan et al., 2009; Kronschnabel et al., 2013; Olulade et al., 2013; LB Zhao a kol., 2017; Tian a kol., 2020).

Vzhledem k tomu, že správná FG byla navržena pro zpracování radikální konfigurace nebo vizuálně-prostorové informace (Peyrinet al., 2006; Deng et al., 2011; Woodhead et al., 2011), mohou se stimuly podobné charakteru zahrnující tahy nebo radikály zabalené do čtvercového tvaru vyvolat podobné aktivační vzorce v pravé FG. Navíc bylo naznačeno, že levá FG uchovává informace z hlediska částí a jejich vztahů k vizuálním objektům, zatímco pravá FG uchovává holistické informace o vizuálních objektech (Dien, 2009).

Kromě toho nebyl pro pravou FG nalezen ani funkční gradient reprezentace eme logografu pro znakové podněty norsémantická reprezentace, což může naznačovat, že pravá FG se týkala pouze vizuálně-prostorového zpracování spíše než lexikálního zpracování během rozpoznávání čínských znaků. Pozoruhodně jsme našli významné korelace mezi logo-grafémovým zastoupením RW v pravé střední FG a RWs v levé střední a přední FG.

Několik studií lézí navrhlo, že splenium corpus callosum spojuje levou FG s jejím pravým homologem, čímž integruje vizuální informace promítané do bilaterálních vizuálních oblastí (Binder a Mohr, 1992; Molko et al., 2002; Shan et al., 2010) . Naše výsledky naznačují, že ortografické reprezentace čínských znaků mohou integrovat vizuálně-prostorové informace z pravé střední FG a ortografické informace z levé FG.

Je třeba se zabývat dvěma omezeními této studie. Za prvé, ačkoli jsme spekulovali, že přední oblast levé FG může přijímat modulaci shora dolů z oblastí mozku vyšší úrovně, jako je levý dolní frontální gyrus a levý horní a střední temporální gyrus, tato studie nemohla poskytnout přímý důkaz pro tuto implikaci kvůli omezením. časového rozlišení fMRI.

K ověření tohoto předpokladu by měly být provedeny budoucí studie využívající jiné zobrazovací metody. Kromě toho nedávná studie intrakraniálních záznamů naznačila, že funkční gradient v levé FG může představovat různé stupně vlivu shora dolů od levé střední FG po primární vizuální kortex (Woolnough et al., 2021), což dále zdůrazňuje význam více modality studia v budoucnu.

Za druhé, naše data nemohou určit, zda jsou podoblasti vřetenovité kůry zapojeny pouze do procesů zdola nahoru nebo interaktivních procesů zdola nahoru a shora dolů, jak uvádí dva z hlavních teoretických návrhů týkajících se funkční role této oblasti. Budoucí studie zkoumající interakce mezi pravopisem a lingvistickými procesy na vyšší úrovni by byly užitečné pro tuto otázku (tj. fonologii a sémantiku).

Závěrem jsme pozorovali posteriorní až anteriorní funkční gradient charakterově podobných stimulů se zvyšující se citlivostí od SC ke skutečným znakům v levé fusiformní kůře, ale ne v jejím pravém homologu. Na základě výsledků RSA jsme identifikovali, že levá střední FG byla zapojena do pravopisného zpracování slovních forem, zatímco přední část levé FG byla zapojena do lexikálního ortografického zpracování.

Tyto nálezy ukázaly, že levá fusiformní kůra představuje posteriorní-přední gradient odpovídající nižší až vyšší podobnosti znakového typu při rozpoznávání čínských znaků.

Reference

Allen M, Poggiali D, Whitaker K, Marshall TR, Kievit RA (2019) Raincloud plots: multiplatformní nástroj pro robustní vizualizaci dat. Vítejte Open Res 4:63.

Baeck A, Kravitz D, Baker C, Op de Beeck HP (2015) Vliv lexikálního stavu a pravopisné podobnosti na multivoxelovou odezvu oblasti vizuálního slovního tvaru. Neuroimage 111:321–328.

Baker CI, Hutchison TL, Kanwisher N (2007) Obsahuje fusiform facearea podoblasti vysoce selektivní pro nonfaces? NatNeurosci 10:3–4.

Ben-Shachar M, Dougherty RF, Deutsch GK, Wandell BA (2007) Diferenciální citlivost na slova a tvary ve ventrálním okcipitotemporálním kortexu. Cereb Cortex 17:1604–1611.

Binder JR, Mohr JP (1992) Topografie kalosálních čtecích drah - analýza případu a kontroly. Mozek 115:1807–1826.

Binder JR, Medler DA, Westbury CF, Liebenthal E, Buchanan L(2006) Ladění lidského levého vřetenového gyru na sublexikální ortografickou strukturu. Neuroimage 33: 739–748.

Bolger DJ, Perfetti CA, Schneider W (2005) Mezikulturní vliv na mozek přehodnocen: univerzální struktury plus variace systému psaní. Hum Brain Mapp 25:92–104.

Bruno JL, Zumberge A, Manis FR, Lu ZL, Goldman JG (2008) Citlivost k ortografické známosti v okcipitotemporální oblasti. Neuroimage 39:1988–2001.

Centanni TM, King LW, Eddy MD, Whitfield-Gabrieli S, Gabrieli JDE(2017) Vývoj citlivosti versus specifičnost pro tisk v oblasti vizuálního tvaru slova. Brain Lang 170:62–70.

Chan ST, Tang SW, Tang KW, Lee WK, Lo SS, Kwong KK (2009) Hierarchické kódování znaků ve ventrálním a dorzálním vizuálním proudu zpracování čínského jazyka. Neuroimage 48:423–435.

Cohen L, Lehéricy S, Chochon F, Lemer C, Rivaud S, Dehaene S(2002) Jazykově specifické ladění funkčních vlastností vizuálního kortexu v oblasti vizuální slovní formy. Mozek 125:1054–1069.

Coltheart M, Rastle K, Perry C, Langdon R, Ziegler J (2001) Konžská demokratická republika: kaskádový model vizuálního rozpoznávání slov a předčítání nahlas. Psychol Rev 108:204–256.

For more information:1950477648nn@gamil.com