汉语听觉词汇识别中字形激活个体差异的脑功能及结构基础

The activation of the orthography can ease the spoken word recognition. However, the ability to access the orthography during spoken word recognition has high variability across individuals. In the present study, priming paradigm, the ERP and fMRI techniques are combined to systematically investigate the variability and its brain functional and structural basis.There are three studies with five experiments. The aim of the first study is to examine the individual variability for the orthographic activation during Chinese spoken word processing in typical and dyslexic children. We will focus on the difference between the two groups on the time course of the orthographic activation, the brain activation areas and the functional connectivity. The second study is to examine the brain structural basis under the brain functional individual variability for the orthographic activation across the two groups. The third study aims to invesigate the relation between individual functional difference and the spontaneous brain activity. In this study, the functional imaging, the structural imaging and spontaneous brain activity are combined to investigate the individual difference of the orthographic activation during Chinese spoken word recognition. And, the neural mechanisms will be investigated by this project.

在听觉词汇识别中，字形激活能够易化词汇通达，但这种促进效应在个体间存在很大差异。本项目采用启动范式，结合事件相关电位（ERP）和磁共振技术（fMRI）,对汉语听觉词汇识别中字形加工个体差异的神经功能和结构基础进行系统考察。本项目共包括3个研究5个实验。研究一考察不同阅读能力儿童汉语听觉词汇识别中字形激活的个体差异及其神经机制，重点探索字形激活的时间进程、脑区激活及脑区功能连接在两组被试间的差异及与阅读成绩的关系。研究二考察不同阅读能力儿童在汉语听觉词汇识别中字形激活脑功能个体差异的脑结构基础；研究三采用静息态磁共振技术，考察不同阅读能力儿童在汉语听觉词汇识别中字形激活脑功能个体差异与自发神经活动之间的关系。本项目结合脑功能、结构及自发神经活动等多模态数据，试图探索汉语听觉词汇识别中字形激活的个体差异，在此基础上，较为系统地揭示这一现象背后的底层神经基础。

本项目采用磁共振技术技术,对汉语听觉词汇识别中字形加工个体差异的脑功能和结构基础进行考察。发现： （1）左侧颞下回在听觉词汇识别中显著激活，且受到阅读能力的调节，对于阅读正常者而言，左侧颞下回在真词、假词中都有显著激活，但是对于阅读障碍者而言，左侧颞下回只在真词条件中有激活，于阅读障碍者而言，在词汇识别中需要增强左侧颞下回的激活才能完成任务。（2）两组被试在左侧颞上回前部表现出灰质密度的显著差异，阅读正常者灰质密度显著大于阅读障碍者。丘脑和左侧额中回灰质密度与颞下回激活相关受到阅读能力的调节。对于阅读正常组，左侧额中回灰质密度与左侧颞下回呈负相关，对阅读障碍组，左侧额中回灰质密度与左侧颞下回呈正相关。左侧丘脑趋势正好相反，对阅读正常组，丘脑灰质密度与左侧颞下回激活呈正相关，对阅读障碍组，丘脑灰质密度与左侧颞下回激活呈负相关。（3）DTI分析表明双侧皮质脊髓束的小脑部分、左侧下纵束和上纵束也表现出阅读障碍的MD值显著低于正常对照组。通过对左侧上纵束，下纵束和下额枕束和左侧颞下回激活的相关分析发现，在正常控制组中，没有发现显著相关。但对阅读障碍组来说，左侧上纵束的平均FA值与左侧梭状回的lexical effect表现出显著正相关，即该纤维的FA值越高，障碍儿童越表现出真词条件相对于假词条件的更强活动。而对于左侧下纵束和下额枕束来说，我们则发现了相反的模式。（4）静息态功能连接分析发现左侧梭状回与左侧枕中回，左侧小脑等的连接表现出正常组显著高于障碍组。该连接在正常对照组表现为正连接，而在障碍组则表现为负连接。同时发现该连接在正常组中表现出和左侧梭状回lexical effect激活的正相关，即左侧梭状回和左侧枕中回的连接越强，则正常儿童在真词条件相比假词条件会表现出左侧梭状回的更强活动。对于障碍组来说，并未发现显著相关关系。我们的研究扩展了人们对听觉词汇识别中字形激活的认识，加深我们对阅读障碍儿童语言加工及脑机制复杂性的理解。