序列加工机制对语言偏侧化的影响及其领域特殊性研究

The left hemispheric lateralization of language is one of the most important lateralized phenomena of human being. However, its origin and mechanism are not clear yet. Recently, the dual-stream model of language (Hickok and Poeppel, 2007) proposed that the dorsal pathway which maps phonological representations onto articulatory motor representations, is strongly lateralized. However, the results from a recent study failed to support this hypothesis (Cogan et al., 2014). We argue that, language production requires a vital ability of assembling limited phonemes and syllables in specific sequence into words and then sentences; meanwhile, language perception needs to segment sounds into syllables and phonemes, and to process them in sequence. Therefore, sequencing is ubiquitous in language processing, and is reasonable considered playing a role in the mechanism of language lateralization. Our current study is looking into how two kinds of sequencing (motor sequencing and planning of sequence) influence the lateralization. We will also compare sequencing mechanisms in language, music and hand movements, to find out whether this mechanism is domain specific or general.

左脑语言优势是人类极其重要的功能偏侧化现象，但我们对其机制了解甚少。近年的双通路语言模型(Hickok & Poeppel,2007)提出，语言偏侧主要来自背侧通道，和语音的声学表征和发音(articulatory motor)表征转换有关。但最近的研究显示在单音节加工中,这一“感觉-运动转换”是双侧化的。我们提出：在语言加工特别是语言产生的过程中，需要以有限的音素和音节组成具有特定序列的词汇，继而语句，其中序列加工是广泛存在的不可或缺的机制，在“感觉-运动转换”也不例外。序列加工很可能是语言偏侧化的一个重要机制，而它是先前研究中所缺失的部分。本项目旨在考察运动序列和序列规划两种序列加工机制对语言功能偏侧化的影响，并通过比较语言、音乐和左右利手的动作序列加工，考察序列加工机制是具有语言领域特殊性(domain-specific)的，还是具有领域普遍性(domain-general)。

左脑语言优势在人类群体中广泛存在，但至今我们对其机制所知甚少。基于近年我们和其它团队的一些研究，本项目提出序列加工可能是引起或影响语言偏侧化的重要因素这一假说。这一项目主要考察了以下三个问题：（1）语言感知和语言产生中序列加工的偏侧化及其对应的神经机制；（2）序列加工的神经机制及其偏侧化是否具有领域一般性，还是语言所特有的；(3) 从脑功能网络的组织特性的角度考察语言偏侧化的神经机制。 针对这些问题，我们使用fMRI考察了语言音节序列加工中，感知阶段（听）以及产生阶段的序列规划和序列执行的神经活动，以及语言（音节序列）、音乐（音高序列）和运动（手指按键序列）这三种不同领域的序列加工的神经机制；此外，通过静息态功能网络分析考察了语言偏侧化与脑功能网络组织特性的关系。主要研究结果表明：（1）在语言相关的音节序列加工中，序列规划过程（想象说）中激活左侧额-顶叶区域，并显著的左偏侧，而执行过程则无显著偏侧; （2）音节和音高序列加工中，“感觉-运动交界”（sensory-motor interface）都涉及颞上回区域，但音节序列加工存在显著的左偏侧，而音高序列加工则无显著偏侧; （3）运动和其它两种序列加工涉及不同的脑区，语言和音乐序列加工涉及不同的偏侧化；（4）言语产生的偏侧化与静息态脑功能网络的局部连接效率和与欧氏距离呈显著相关。综上，我们的研究表明序列加工可能是引起或影响言语感知和产生过程中半脑偏侧化的重要因素，但序列加工的偏侧化受到任务的内容、过程以及模态的调制。