阅读中眼动控制的脑成像研究

While eye movement control plays a very important role for natural reading, little is known for the corresponding neural mechanism. The present study focused on the interaction between the eye movement related brain areas and the language related brain areas during reading. Normal adults were recruited to participate in the experiments with co-registration of eye-tracking and neuroimaging. In the manipulation of presentation paradigms and types of stimuli, we aimed 1) to identify the brain networks in different conditions combined with eye movement and language processing, 2) to compare the neural mechanism of saccadic reading with single word reading and saccadic visual searching, 3) and to investigate the relationships among activated brain regions for the eye movement during reading. Results of this study will reveal the underlying neural mechanism of learning and reading in daily life, and will provide the scientific foundation for the facilitation of reading efficiency and intervention of reading disability.

在自然阅读的过程中，眼球需要不断地运动以获得信息，眼动和语言过程的协同影响着阅读的效率。虽然阅读中眼动控制的机制在行为层面得到很多研究，但目前人们对其中的神经机制还知之甚少。本项目针对阅读过程中眼动和语言脑区的激活和相互影响，以正常成年人为研究对象，采用眼动-脑成像联合记录法，通过操纵呈现范式和刺激类型，从而1)识别不同眼动-语言结合条件下的神经网络，2)分析眼动阅读神经机制与传统单词阅读和传统视觉眼动神经机制的区别，3)探讨眼动-阅读结合任务中各脑区的协作关系。研究成果将帮助我们进一步认识人类日常学习和阅读中视觉运动系统和语言系统分工与整合的神经机制，对提高阅读效率和帮助阅读困难有重要意义。

在自然的阅读过程中，眼动控制和注意加工起到非常重要的作用。近年来，研究者采用脑成像技术对单词阅读的神经机制进行了全面的探索，普遍发现了由颞下、顶下和额下等皮层区域组成的单词加工网络。但人们对阅读中眼动控制的神经机制还知之甚少。本研究通过脑功能成像技术、眼动技术和认知行为测验相结合的方法，综合探讨1）眼动阅读中各亚认知成分的关系；2）阅读中眼动控制的脑功能机制。通过一系列的眼动研究和脑成像研究我们发现汉语阅读中眼动控制具有自己的认知和神经特征。具体数据表现为熟练读者的眼动在中文自然句子阅读时较少受到低级视觉信息的影响，更依赖语义加工层面。然而，当阅读非句子材料和阅读包含了低级视觉线索的材料时，或被试为非熟练读者时，阅读的眼动控制机制将发生变化。因此我们在脑功能层面发现了视觉背侧通路和腹侧通路在自然阅读任务中的共同激活，其中背侧通路对腹侧通路自上而下的有效连接在阅读中占主导作用。当阅读材料不是自然文本时，才会出现自下而上的有效连接。这些研究成果帮助我们进一步认识人类日常学习和阅读中视觉系统和阅读系统协同与整合的神经机制，说明了在今后的阅读研究中，视觉背侧通路的作用不可忽视。利用自然阅读中视觉注意和眼动控制的特点，对提高阅读效率和帮助阅读困难有重要意义。