Funkčný gradient fuziformnej kôry na rozpoznávanie čínskych znakov, časť 3

Výsledky RSA

Sémantické reprezentácie boli skúmané len na RWsrecognition, čo viedlo k dvom zhlukom, ľavému strednému a prednej FG, pričom oba boli blízko laterálneho okcipitotemporálneho sulku (obr. 3A).

Laterálny okcipitotemporálny sulcus je dôležitou súčasťou ľudského mozgu. Nachádza sa na strane spánkového laloku a má neoddeliteľný vzťah s ľudskou pamäťou. Spánkový lalok je jednou z hlavných oblastí v ľudskom mozgu, ktorá spracováva jazyk, kogníciu, sluch, pamäť a ďalšie funkcie a laterálny okcipitotemporálny sulcus je najdôležitejšou súčasťou tejto oblasti.

Štúdie zistili, že veľkosť laterálneho okcipitotemporálneho sulku úzko súvisí s pamäťou ľudí. Čím väčší je okcipitálny temporálny sulcus, tým lepšia je pamäť osoby. Zároveň laterálny okcipitotemporálny sulcus tiež úzko súvisí so schopnosťou učiť sa ľudí a schopnosťami spracovávať informácie.

Veľkosť laterálneho okcipitotemporálneho sulca je do značnej miery podmienená geneticky, ale na vznik laterálneho okcipitotemporálneho sulca môže mať vplyv aj životný štýl a prostredie človeka. Udržiavanie dobrých životných návykov a zdravej výživy, udržiavanie dobrej mentality a vykonávanie vhodných mentálnych cvičení sú prospešné pre rozvoj okcipitálneho temporálneho sulcus.

Okrem toho sa ľudská pamäť môže zlepšiť neustálym cvičením a tréningom. Môžeme napríklad zlepšiť našu pamäťovú schopnosť nepretržitým čítaním, memorovaním, myslením atď., čím podporíme rozvoj laterálneho okcipitotemporálneho sulku.

Stručne povedané, laterálny okcipitotemporálny sulcus úzko súvisí s ľudskou pamäťou. Aby sme si udržali pamäť, musíme venovať pozornosť našim životným návykom a prostrediu a podporovať rozvoj laterálneho okcipitotemporálneho sulcus prostredníctvom neustáleho tréningu, aby bol náš mozog zdravší, flexibilnejší a flexibilnejší. múdrosť. Je vidieť, že potrebujeme zlepšiť pamäť a Cistanche deserticola môže výrazne zlepšiť pamäť, pretože Cistanche deserticola je tradičný čínsky liečivý materiál, ktorý má mnoho jedinečných účinkov, jedným z nich je zlepšenie pamäte. Účinnosť mletého mäsa spočíva v rôznych aktívnych zložkách, ktoré obsahuje, vrátane kyselín, polysacharidov, flavonoidov atď. Tieto zložky môžu podporovať zdravie mozgu rôznymi spôsobmi.

Kliknite na spoznajte 10 spôsobov, ako zlepšiť pamäť

Logo-grafémová reprezentácia sa podieľa na kognitívnom spracovaní pravopisu, radikálov a kompozitných vizuálnych prvkov, ktoré boli skúmané pre rozpoznávanie FW, PW a RW.

Rozpoznanie FW nezahŕňalo právnu ortografiu a logo-grafémové reprezentácie FWs boli nájdené v bilaterálnom strednom okcipitálnom gyre (obr. 3B). Okrem bilaterálneho stredného a dolného okcipitálneho gyru sa logo-grafémové reprezentácie PWs našli aj vľavo stredná FG (obr. 3B), ktorá môže slúžiť ako abstraktný pravopis kvôli nedostatku sémantických PW.

Logo-grafémové reprezentácie RW boli pozorované v bilaterálnom strednom okcipitálnom gyre, ľavom dolnom okcipitálnom gyre, bilaterálnej strednej FG a ľavej prednej FG (obr. 3B). Najmä ľavá stredná a predná FG boli zapojené do ortografických reprezentácií RW, ale iba ľavá stredná FG sa podieľala na reprezentáciách PW, čo naznačuje, že stredná a predná časť ľavej FG majú rôzne funkčné úlohy.

Ľavá stredná FG indukovala abstraktnú ortografiu a ľavá predná FG súvisela s lexikálnym pravopisom. Ďalšie podrobnosti nájdete v tabuľke 3.

Najmä počas rozpoznávania RW sa logo-grafém a sémantické reprezentácie pozorovali v ľavej strednej a prednej FG a spolu s lateralokcipitotemporálnym sulkusom.

Zhluky, na ktorých sú založené logo-grafémy a sémantické reprezentácie priestorovo susediace s ostatnými v ľavej strednej a prednej FG, v tomto poradí. Na preskúmanie vzťahov medzi logo-grafémami a sémantickými reprezentáciami medzi ľavou strednou a prednou FG bola vykonaná Spearmanova korelačná analýza medzi subjektmi (obr. 4B). .

Medzi sémantickými reprezentáciami v ľavom strednom vretennom a ľavom prednom vretennom tvare bola zistená okrajovo významná korelácia (r {{0}}.26, p=0.067). Reprezentácie logo-grafém v pravej strednej FG významne korelovali s reprezentáciami logo-grafémy v ľavom strede (r=0.485, p, 0,001) a prednej FG (r=0.325,p { {12}}.020).

Logo-grafémové reprezentácie ľavej prednej FG významne korelovali so sémantikreprezentáciami ľavej strednej FG (r=0.284, p=0.044). bola detegovaná ľavá stredná FG a ľavá predná FG.

Predovšetkým, ako je znázornené na obrázku 4A, zhluky pod logo-grafémom a sémantické reprezentácie v ľavej prednej FG a zhluky v ľavej strednej FG susedili alebo vedľa prednej a zadnej časti oblastí efektu slovnej formy, ktoré boli objavené počas aktivačnej analýzy. Pre oblasti lexikálneho efektu sa však nenašlo žiadne prekrývanie v oblastiach logo-grafém a sémantické reprezentácie RW.

Výsledky overenia

Ako je uvedené v obrázkoch rozšírených údajov 2-1, 3-1, 4-1 a tabuľkách rozšírených údajov 1-1, 2-1, 3-1, na základe výsledkov aktivácie aj RSA na údajoch po vylúčení sú v súlade s výsledkami založenými na všetkých údajoch, čo naznačuje, že behaviorálna výkonnosť môže mať malý vplyv na mozgovú odozvu účastníkov.

Diskusia

V súčasnej štúdii sme sa zamerali na skúmanie funkčného gradientu v rámci FG zodpovedajúceho rôznym úrovniam ortografickej štruktúry vo vizuálnej lexikálnej rozhodovacej úlohe na rozpoznanie štyroch typov znakov podobných stimulov.

Na rozdiel od jednorozmernej analýzy, ktorá identifikuje reakciu mozgu na experimentálny stimul prostredníctvom lineárneho prispôsobenia reakcie správania hemodynamickým aktivitám mozgových voxelov, RSA charakterizuje súlad medzi vzormi mozgovej aktivity a teoretickým/behaviorálnym meraním (napr. nervovým a behaviorálnym).

Preto, hoci obe tieto dve metódy môžu charakterizovať mozgové aktivity, RSA dokáže detekovať viac jemnozrnných informácií o vzoroch ako univariačná analýza. Naše výsledky založené na aktivácii a RSA odhalili, že existuje posterior-to-anteriorgradient pre ortografické spracovanie znakov podobných stimulov v ľavej FG.

Okrem toho boli detegované tri funkčne segregované oblasti v ľavej FG, zadná, stredná a predná oblasť, zatiaľ čo v pravej FG sa pozoroval nosimilárny vzor. Tieto zistenia odhalili neurálny základ pre predspracovanie hierarchického rámca čínskeho pravopisu, tj všeobecných vizuálnych vlastností, radikálneho pravopisu, pravopisu a lexikálneho pravopisu.

Funkčné gradienty selektivity znakov v rámci ľavej FG

Hoci predchádzajúci výskum odhalil zapojenie ľavej FG do vizuálneho rozpoznávania slov (Cohen a kol., 2002; Bruno a kol., 2008; Glezer a kol., 2009, 2015; Baeck a kol., 2015; Lochy a kol., 2018 ), úrovne ortografickej štruktúry pre postihnutie ľavej FG neboli objasnené (Kuo a kol., 2004; Liu a kol., 2008; Price a Devlin, 2011).

Naše výsledky ukázali, že ľavá okcipitotemporálna kôra prednostne reaguje na ortograficky zákonné znaky (tj RW a PW), čo bolo v súlade s predchádzajúcimi zisteniami (Price et al., 1996; Cohenet al., 2002; Ben-Shachar et al., 2007; Vinckier a kol., 2007; Chan a kol., 2009; Tian a kol., 2020; Liu a kol., 2021). Okrem toho sme na základe minimálneho rozdielu v ortografickej zákonnosti medzi PW a FW zistili slovotvorný efekt v ľavá stredná FG, čo naznačuje selektivitu k ortografickej legalite, tj radikálnu pozíciu na identifikáciu charakteru (Wu et al., 2012).

Okrem toho sa pozoroval lexikálny efekt v prednej časti ľavej FG na základe minimálneho rozdielu v lexikálnej ortografii medzi RW a PW, čo naznačuje, že predná časť ľavej FG môže integrovať fonologické alebo sémantické informácie z kortikálnych oblastí vyššej úrovne, ako je ľavá strana uhlový gyrus, ľavý supramarginálny gyrus a ľavý dolný frontálny gyrus, možno cez oblúkový fasciculus (Price et al., 2003; Liu et al., 2021).

Okrem toho sme pozorovali, že PW vyvolali viac aktivácií v ľavej strednej FG, čo bolo v súlade s predchádzajúcimi zisteniami (Fiez et al., 1999; Xu et al., 2001). Medzitým FW vyvolali väčšiu aktiváciu v zadnej časti ľavej FG, zatiaľ čo SC vyvolali väčšiu aktiváciu v ľavom strednom okcipitálnom gyre.

Tieto zistenia podporujú hypotézu o chybe predpovede, čo znamená, že keď je astimul rozpoznaný ako potenciálne zmysluplný, ale nie je efektívne predpovedaný svojou vizuálnou slovnou formou, môže vyvolať zvýšenú mozgovú aktivitu (Price a Devlin, 2011; J Zhao a kol., 2019; Gagl a kol. , 2020).

V súlade s predchádzajúcimi zisteniami v abecedných jazykoch rôzne aktivačné vzorce odhalili aj zodpovedajúci vzťah medzi funkčným gradientom ľavej FG a podobnosťou s RW, čo naznačuje prispôsobenie sa ortografickým zákonitostiam jazyka čitateľa v priebehu učenia sa čítať (Vinckier et al., 2007 ).

Funkčná segregácia podoblastí v ľavej FG

Aby sme ďalej preskúmali funkčné úlohy podoblastí ľavej FG, skúmali sme reprezentácie loga a grafu RW, PW a FW pomocou metód RSA. Zistili sme, že logo-grafémové reprezentácie RW boli detegované v strednej a prednej časti ľavej FG, zatiaľ čo logo-grafémové reprezentácie PW boli iba v ľavej strednej FG, čo by mohlo byť spôsobené rozdielom medzi kognitívnym spracovaním RW a PW. . Tieto zistenia naznačovali, že ľavá stredná FG spracovávala slovný pravopis, zatiaľ čo predná časť ľavej FG bola zapojená do lexikálneho pravopisného spracovania.

Predovšetkým v súlade s predchádzajúcimi zisteniami sme zistili, že sémantické reprezentácie v ľavej prednej FG a logografické reprezentácie v ľavej strednej FG boli dobre zarovnané s prednou a zadnou časťou selektívnych oblastí slovnej formy, čo naznačuje funkčné pododdelenia ľavej FG ( Lerma-Usabiaga a kol., 2018; White a kol., 2019).

Okrem toho boli v zadnej oblasti ľavej FG detegované logo-grafémové reprezentácie FW. Preto napriek vysoko diskriminovaným lingvistickým vlastnostiam medzi čínštinou a angličtinou (Mo et al., 2015) existujú podobné funkčné gradienty ľavej FG pre spracovanie čínskeho aj abecedného jazyka, čo naznačuje škálu stimulov založených na radikáloch v čínskych znakoch, ako je stimul založený na písmenách. stupnice v abecedných jazykoch (Vinckier et al., 2007; Lochy et al., 2018).

Aby sme identifikovali gradient abstraktnej ortografickej tolexikálnej ortografie od strednej časti po prednú časť ľavej FG, vypočítali sme aj korelácie medzi mozgovými reprezentáciami RW. Nenašla sa žiadna významná korelácia pre reprezentácie logo-grafém medzi strednou a prednou časťou FG, čo môže znamenať, že v strednej a prednej časti ľavej FG sú zastúpené dva rôzne typy ortografického spracovania.

Medzitým bola pozorovaná významná korelácia medzi logo-grafémovými reprezentáciami prednej časti ľavej FG a sémantikreprezentáciami strednej časti ľavej FG, z čoho vyplýva, že predná oblasť ľavej FG by mohla integrovať sémantickú informáciu z ľavej strednej FG cez modulácia zhora nadol na spracovanie pravopisu.

Predchádzajúce štúdie odhalili existenciu modulácie zhora nadol z oblastí na vysokej úrovni, ako je ľavý dolný frontálny gyrus a ľavý stredný a nadradený temporálny gyrus po ľavý stredný FG (LB Zhaoet al., 2017; Lerma-Usabiaga et al., 2018; Wang a kol., 2018; Liu a kol., 2021).

Vo všeobecnosti výsledky jednorozmernej aktivačnej analýzy a analýzy RSA potvrdili funkčné gradienty v ľavej FG, ale nie v pravej FG počas rozpoznávania čínskych slov (obr. 2, 3). Okrem toho analýza RSA poskytla jemnejšie výsledky pomocou voxelového rozkladu kognitívnych komponentov (logo-grafém a sémantika) každej podmienky úlohy.

Logo-grafémové reprezentácie a sémantikreprezentácie RW v ľavej strednej FG boli zahrnuté do oblasti slovného efektu (obr. 4A), čo implikovalo viac ako jeden kognitívny proces v rámci jedného funkčného gradientu kolektívne podporovalo jeho lingvistickú funkciu. Potenciálne asociácie medzi sémantickými reprezentáciami v ľavej strednej a prednej FG (obr. 4B) ukázali možné interakcie kognitívnych komponentov medzi rôznymi funkčnými gradientmi. Budúce štúdie by sa mali zamerať na to, ako sú funkčné gradienty v ľavej FG organizované skúmaním komplexných interakcií kognitívnych komponentov v rámci a medzi gradientmi.

Funkčná organizácia charakterovej selektivity v pravej FG

Kvôli štvorcovému tvaru čínskych znakov značné dôkazy ukázali, že pravá FG sa špecificky podieľa na rozpoznávaní čínskych znakov na spracovanie priestorových informácií, ako sú polohy rôznych ťahov a radikálov tvoriacich znak (Tan a kol., 2000, 2001, 2005 Bolger a kol., 2005; Guo a Burgund, 2010).

Zistili sme tiež, že nielen skutočné postavy, ale aj pseudo-znaky a falošné postavy vyvolávajú aktiváciu pravej FG. V pravej FG sme však nenašli hierarchickú funkčnú organizáciu čínskeho pravopisu, ktorá by bola v súlade s predchádzajúcimi zisteniami (Vinckieret al., 2007; Chan et al., 2009; Kronschnabel et al., 2013; Olulade et al., 2013; LB Zhao a kol., 2017; Tian a kol., 2020).

Vzhľadom na to, že správna FG bola navrhnutá na spracovanie radikálnej konfigurácie alebo vizuálno-priestorových informácií (Peyrinet al., 2006; Deng et al., 2011; Woodhead et al., 2011), môžu sa stimuly podobné znakom zahŕňajúce ťahy alebo radikály zbalené do štvorcového tvaru vyvolať podobné aktivačné vzory v pravej FG. Okrem toho bolo uvedené, že ľavá FG ukladá informácie z hľadiska častí a ich vzťahov k vizuálnym objektom, zatiaľ čo pravá FG ukladá holistické informácie o vizuálnych objektoch (Dien, 2009).

Okrem toho sa pre pravú FG nenašiel ani funkčný gradient reprezentácií logografov pre norsémantické znázornenie stimulov podobných znakom, čo môže naznačovať, že pravá FG sa týkala iba vizuálno-priestorového spracovania a nie lexikálneho spracovania počas rozpoznávania čínskych znakov. Predovšetkým sme našli významné korelácie medzi logo-grafémovým zastúpením RW v pravej strednej FG a zobrazením RWs v ľavej strednej a prednej FG.

Niekoľko štúdií lézií navrhlo, že splénium corpus callosum spája ľavú FG s jej pravým homológom, čím integruje vizuálne informácie premietané do bilaterálnych vizuálnych oblastí (Binder a Mohr, 1992; Molko a kol., 2002; Shan a kol., 2010) . Naše výsledky naznačujú, že ortografické reprezentácie čínskych znakov môžu integrovať vizuálno-priestorové informácie z pravej strednej FG a ortografické informácie z ľavej FG.

Mali by sa riešiť dve obmedzenia tejto štúdie. Po prvé, hoci sme špekulovali, že predná oblasť ľavej FG môže dostávať moduláciu zhora nadol z oblastí mozgu vyššej úrovne, ako je ľavý dolný frontálny gyrus a ľavý horný a stredný temporálny gyrus, táto štúdia nemohla poskytnúť priamy dôkaz pre túto implikáciu z dôvodu obmedzení. časového rozlíšenia fMRI.

Na overenie tohto predpokladu by sa mali vykonať budúce štúdie využívajúce iné zobrazovacie metódy. Okrem toho nedávna štúdia intrakraniálnych záznamov naznačila, že funkčný gradient v ľavej FG môže predstavovať rôzne stupne vplyvu zhora nadol od ľavej strednej FG po primárnu vizuálnu kôru (Woolnough et al., 2021), čo ďalej zdôrazňuje dôležitosť viacnásobnej modality. štúdia v budúcnosti.

Po druhé, naše údaje nedokážu určiť, či sú podoblasti v rámci fusiformnej kôry zapojené iba do procesov zdola nahor alebo interaktívnych procesov zdola nahor a zhora nadol, ako uvádzajú dva hlavné teoretické návrhy týkajúce sa funkčnej úlohy tohto regiónu. Budúce štúdie skúmajúce interakcie medzi pravopisom a lingvistickými procesmi vyššej úrovne by boli užitočné pre túto otázku (tj fonológiu a sémantiku).

Na záver sme pozorovali posteriorno-predný funkčný gradient znakov podobných stimulov so zvyšujúcou sa citlivosťou od SC na skutočné znaky v ľavom fusiformnom kortexe, ale nie v jeho pravom homológu. Na základe výsledkov RSA sme identifikovali, že ľavá stredná FG sa podieľala na pravopisnom spracovaní slovnej formy, zatiaľ čo predná časť ľavej FG sa podieľala na lexikálnom ortografickom spracovaní.

Tieto zistenia ukázali, že ľavá fusiformná kôra predstavuje posterior-to-predný gradient zodpovedajúci nižšej až vyššej podobnosti znakového typu pri rozpoznávaní čínskych znakov.

Referencie

Allen M, Poggiali D, Whitaker K, Marshall TR, Kievit RA (2019)Raincloud plots: multiplatformový nástroj na robustnú vizualizáciu údajov. Vitajte Open Res 4:63.

Baeck A, Kravitz D, Baker C, Op de Beeck HP (2015) Vplyv lexikálneho stavu a ortografickej podobnosti na multivoxelovú odozvu oblasti vizuálnej slovnej formy. Neuroimage 111:321–328.

Baker CI, Hutchison TL, Kanwisher N (2007) Obsahuje vretenovitá tvárová oblasť podoblasti vysoko selektívne pre netváre? NatNeurosci 10:3–4.

Ben-Shachar M, Dougherty RF, Deutsch GK, Wandell BA (2007) Diferenciálna citlivosť na slová a tvary vo ventrálnom okcipitotemporálnom kortexe. Cereb Cortex 17:1604–1611.

Binder JR, Mohr JP (1992) Topografia kalóznych ciest čítania - analýza prípadu a kontroly. Brain 115: 1807–1826.

Binder JR, Medler DA, Westbury CF, Liebenthal E, Buchanan L(2006) Vyladenie ľudského ľavého fusiformného gyrusu na sublexikálnu ortografickú štruktúru. Neuroimage 33:739-748.

Bolger DJ, Perfetti CA, Schneider W (2005) Prehodnotený medzikultúrny vplyv na mozog: univerzálne štruktúry plus variácie systému písania. Hum Brain Mapp 25:92–104.

Bruno JL, Zumberge A, Manis FR, Lu ZL, Goldman JG (2008) Citlivosť na ortografickú známosť v okcipitotemporálnej oblasti. Neuroimage 39:1988–2001.

Centanni TM, King LW, Eddy MD, Whitfield-Gabrieli S, Gabrieli JDE(2017) Vývoj citlivosti versus špecifickosť pre tlač v oblasti vizuálnej slovnej formy. Brain Lang 170:62–70.

Chan ST, Tang SW, Tang KW, Lee WK, Lo SS, Kwong KK (2009) Hierarchické kódovanie znakov vo ventrálnom a dorzálnom vizuálnom prúde spracovania čínskeho jazyka. Neuroimage 48:423–435.

Cohen L, Lehéricy S, Chochon F, Lemer C, Rivaud S, Dehaene S(2002) Jazykovo špecifické ladenie funkčných vlastností zrakovej kôry vizuálnej oblasti slovnej formy. Brain 125:1054–1069.

Coltheart M, Rastle K, Perry C, Langdon R, Ziegler J (2001) KDR: kaskádový model vizuálneho rozpoznávania slov a čítania nahlas. Psychol Rev 108:204–256.

For more information:1950477648nn@gamil.com