2020年2月17日，《Human Brain Mapping》在線刊發(fā)了北京大學(xué)心理與認(rèn)知科學(xué)學(xué)院、麥戈文腦科學(xué)研究所納家勇治研究員課題組的論文“Convergence of distinct functional networks supporting naming and semantic recognition in the left inferior frontal gyrus”。
物體命名與再認(rèn)是兩個緊密關(guān)聯(lián)的認(rèn)知過程，既往研究往往只關(guān)注其中一個因素而忽略了兩者間潛在的混淆效應(yīng)（Gorno-Tempini & Price, 2001; Abel et al., 2015）。為了解決以上問題，我們采用物體命名任務(wù)結(jié)合熟悉性評分的方法對物體命名與再認(rèn)過程進(jìn)行了研究。命名任務(wù)要求被試盡量給出物體的特異水平名稱（如企鵝），如果被試不記得或不知道該物體的特異名稱，再在基本水平（如鳥類）命名（圖1A，B）。此外，掃描結(jié)束后被試還需要給出物體的熟悉性評分（圖1C）。通過這種設(shè)計(jì)我們可以得到高熟悉評分的基本命名試次，并將其作為高水平控制條件來與高熟悉特異命名試次進(jìn)行對比，以此來實(shí)現(xiàn)物體命名與再認(rèn)的分離。
圖1 命名任務(wù)和熟悉性評分任務(wù)
結(jié)果顯示，物體命名過程與再認(rèn)過程的激活腦區(qū)具有明顯的差異。值得注意的是，左側(cè)額下回三角區(qū)（inferior frontal gyrus, IFGtri）在命名與再認(rèn)過程中均有顯著激活，只是二者的激活位置有所不同，物體命名的激活位置位于腹前側(cè)（anterior-ventral），而熟悉物體再認(rèn)的激活位置位于背后側(cè)（posterior-dorsal, 圖2A）。既往研究提示左側(cè)IFG是語義控制系統(tǒng)的核心腦區(qū)（Lambon Ralph et al., 2017）。PPI分析顯示，IFGtri在命名條件下與左側(cè)顳極、雙側(cè)顳上回等詞語產(chǎn)出腦區(qū)相連，而在熟悉物體再認(rèn)條件下與右側(cè)顳極和海馬相連（圖2）。
圖2 特異命名（‘HS＞Hb’）和物體再認(rèn)（‘Hb＞lb’）條件下左側(cè)額下回的功能連接
為了進(jìn)一步驗(yàn)證物體特征提取過中左側(cè)IFG與表征腦區(qū)間的功能連接模式。我們明確要求被試回憶物體的模態(tài)特異性知識（如顏色、空間背景）。PPI分析顯示左側(cè)IFGtri在顏色提取條件下與雙側(cè)梭狀回、右側(cè)舌回、雙側(cè)頂下小葉等顏色加工腦區(qū)存在較強(qiáng)的功能連接。在背景提取條件下則與旁海馬皮質(zhì)存在顯著連接（圖3）。以上結(jié)果說明左側(cè)IFG能夠根據(jù)具體的任務(wù)要求調(diào)控相應(yīng)的表征腦區(qū)，表現(xiàn)出任務(wù)依賴式的功能連接模式。
圖3 特征提取任務(wù)（顏色/背景）中左側(cè)額下回的PPI分析結(jié)果
A，額下回種子點(diǎn)位置；B，PPI分析結(jié)果
納家勇治研究員課題組成員、心理與認(rèn)知科學(xué)學(xué)院博士生徐戰(zhàn)勝為論文的第一作者，納家勇治研究員為本文通訊作者。此外，清華大學(xué)心理系孫沛副教授，北京大學(xué)心理與認(rèn)知科學(xué)學(xué)院畢業(yè)生沈波和Wael Taji均對本研究做出重要貢獻(xiàn)。該研究由國家自然科學(xué)基金委資助完成。
論文連接：https://doi.org/10.1002/hbm.24953
參考文獻(xiàn)
Abel, T. J., Rhone, A. E., Nourski, K. V., Kawasaki, H., Oya, H., Griffiths, T. D., Howard III, M. A., & Tranel D. (2015). Direct physiologic evidence of a heteromodal convergence region for proper naming in human left anterior temporal lobe. Journal of Neuroscience, 35, 1513–1520.
Gorno-Tempini, M. L., & Price, C. J. (2001). Identification of famous faces and buildings A functional neuroimaging study of semantically unique items. Brain, 124, 2087–2097.
Lambon Ralph, M. A., Jefferies, E., Patterson, K., & Rogers, T. T. (2017). The neural and computational bases of semantic cognition. Nature Reviews Neuroscience, 18, 42–55.
2020-05-13