Gradientul funcțional al cortexului fusiform pentru recunoașterea caracterelor chinezești Partea 3

Rezultate RSA

Reprezentările semantice au fost explorate doar pentru recunoașterea RW, rezultând două grupuri, mijlocul stâng și FG anterior, ambele fiind aproape de șanțul occipitotemporal lateral (Fig. 3A).

Sântul occipitotemporal lateral este o parte importantă a creierului uman. Este situat pe partea laterală a lobului temporal și are o relație inseparabilă cu memoria umană. Lobul temporal este una dintre principalele zone ale creierului uman care procesează limbajul, cunoașterea, auzul, memoria și alte funcții, iar șanțul occipitotemporal lateral este cea mai importantă parte a acestei zone.

Studiile au descoperit că dimensiunea șanțului occipitotemporal lateral este strâns legată de memoria oamenilor. Cu cât șanțul temporal occipital este mai mare, cu atât memoria persoanei este mai bună. În același timp, șanțul occipitotemporal lateral este, de asemenea, strâns legat de capacitatea de învățare și abilitățile de procesare a informațiilor ale oamenilor.

Mărimea șanțului occipitotemporal lateral este în mare măsură determinată genetic, dar stilul de viață și mediul unei persoane pot afecta și dezvoltarea șanțului occipitotemporal lateral. Menținerea unor bune obiceiuri de viață și a unei alimentații sănătoase, menținerea unei mentalități bune și efectuarea de exerciții mentale adecvate sunt benefice pentru dezvoltarea șanțului temporal occipital.

În plus, memoria umană poate fi îmbunătățită prin exerciții și antrenamente continue. De exemplu, ne putem îmbunătăți capacitatea de memorie prin citire continuă, memorare, gândire etc., promovând astfel dezvoltarea șanțului occipitotemporal lateral.

Pe scurt, șanțul occipitotemporal lateral este strâns legat de memoria umană. Pentru a ne menține memoria, trebuie să acordăm atenție obiceiurilor noastre de viață și mediului și să promovăm dezvoltarea șanțului occipitotemporal lateral printr-un antrenament continuu pentru a ne face creierul mai sănătos, mai flexibil și mai flexibil. înţelepciune. Se poate observa că trebuie să îmbunătățim memoria, iar Cistanche deserticola poate îmbunătăți semnificativ memoria deoarece Cistanche deserticola este un material medicinal tradițional chinezesc care are multe efecte unice, dintre care unul este îmbunătățirea memoriei. Eficacitatea cărnii tocate vine din diferitele ingrediente active pe care le conține, inclusiv acid, polizaharide, flavonoide etc. Aceste ingrediente pot promova sănătatea creierului în diferite moduri.

Faceți clic pe cunoaște 10 moduri de a îmbunătăți memoria

Reprezentarea logo-grafemului este implicată în procesarea cognitivă a ortografiei, a radicalilor și a caracteristicilor vizuale compozite, care au fost explorate pentru recunoașterea FW, PW și RW.

Recunoașterea FW nu a inclus ortografia legală, iar reprezentările logo-grafeme ale FW au fost găsite în gyrusul occipital mediu bilateral (Fig. 3B). În plus față de occipitalgirul bilateral mediu și inferior, reprezentările logo-grafeme ale PW au fost găsite și în partea stângă. mijloc FG (Fig. 3B), care poate servi ca ortografie abstractă din cauza lipsei de semantică în PW.

Reprezentările logo-grafeme ale RW au fost observate în girusul occipital mijlociu bilateral, girusul occipital inferior stâng, FG mijlociu bilateral și FG anterior stâng (Fig. 3B). În special, FG-ul mijlociu stâng și anterior au fost ambele implicate în reprezentările ortografice ale RW-urilor, dar numai FG-ul mijlociu stâng a participat la cele ale PW, sugerând că părțile mijlocii și anterioare ale FG-ului stâng au roluri funcționale diferite.

Ortografia abstractă indusă de FG din mijloc stânga și FG anterioară din stânga a fost legată de ortografia lexicală. Pentru mai multe detalii, consultați Tabelul 3.

În special, în timpul recunoașterii RW-urilor, logo-grafemul și reprezentările semantice au fost observate atât în ​​FG-ul mijlociu, cât și în cel anterior, precum și împreună cu șanțul lateraloccipitotemporal.

Clusterele care stau la baza logo-grafemului și reprezentărilor semantice se învecinează spațial în FG-ul mijlociu stâng și respectiv anterior. Pentru a explora relațiile dintre logo-grafemul și reprezentările semantice dintre FG-ul mijlociu stâng și anterior, analiza corelației lui Spearman a fost efectuată între subiecți (Fig. 4B) .

S-a găsit o corelație puțin semnificativă între reprezentările semantice din regiunile fusiforme medii stângi și fusiforme anterioare stângi (r {{0}}.26, p=0.067). Reprezentările logo-grafem din FG din mijlocul drept au fost corelate semnificativ cu reprezentările logo-grafeme din mijlocul stâng (r=0.485, p, 0,001) și FG anterior (r=0.325,p { {12}}.020).

Reprezentările logo-grafemice ale FG anterioare stângi au fost corelate semnificativ cu reprezentările semantice ale FG din mijlocul stâng (r=0.284, p=0}.044). Nu există o corelație semnificativă între reprezentările logo-grafem din S-au detectat FG mijloc stâng și FG anterior stâng.

În special, așa cum se arată în Figura 4A, clusterele subiacente logo-grafeme și reprezentările semantice din FG anterior stâng și clusterele din FG mijloc stânga au fost învecinate sau lângă partea anterioară și posterioară a zonelor de efect al formei de cuvânt care au fost descoperite în timpul analizei de activare. Cu toate acestea, pentru zonele cu efect lexical, nu a fost găsită nicio suprapunere în zonele logo-grafeme și reprezentări semantice ale RW.

Rezultatele validării

După cum se arată în figurile cu date extinse 2-1, 3-1, 4-1 și tabelele cu date extinse 1-1, 2-1, 3-1, atât pe baza rezultatelor de activare, cât și de RSA datele după excludere sunt în concordanță cu rezultatele bazate pe toate datele, ceea ce indică faptul că performanța comportamentală ar putea avea un efect redus asupra răspunsului cerebral al participanților.

Discuţie

În studiul actual, ne-am propus să investigăm gradientul funcțional din cadrul FG corespunzător diferitelor niveluri de structură ortografică într-o sarcină de decizie lexicală vizuală pentru a recunoaște patru tipuri de stimuli asemănător caracterului.

Spre deosebire de analiza univariată care identifică răspunsul creierului la stimuli experimentali prin potrivirea liniară a răspunsului comportamental cu activitățile hemodinamice ale voxelilor cerebrali, RSA caracterizează corespondența dintre modelele de activitate cerebrală și măsurarea teoretică/comportamentală (de exemplu, neuronală și comportamentală).

Prin urmare, deși ambele aceste două metode pot caracteriza activitățile creierului, RSA poate detecta mai multe informații de model cu granulație fină decât analiza univariată. Rezultatele noastre bazate pe activare și RSA au dezvăluit că a existat un gradient posterior spre anterior pentru procesarea ortografică a stimulilor asemănător caracterului în FG stâng.

În plus, au fost detectate trei regiuni segregate funcțional în FG stânga, o regiune posterioară, de mijloc și o regiune anterioară, în timp ce nu s-a observat un model similar în FG drept. Aceste descoperiri au relevat baza neuronală pentru preprocesarea cadrului ierarhic al ortografiei chineze, adică proprietățile vizuale generale, ortografia radicală, ortografia și ortografia lexicală.

Gradienți funcționali ai selectivității caracterelor în FG stânga

Deși cercetările anterioare au relevat implicarea FG stâng în recunoașterea vizuală a cuvintelor (Cohen și colab., 2002; Bruno și colab., 2008; Glezer și colab., 2009, 2015; Baeck și colab., 2015; Lochy și colab., 2018; ), nivelurile de structură ortografică pentru implicarea FG stâng nu au fost elucidate (Kuo și colab., 2004; Liu și colab., 2008; Price și Devlin, 2011).

Rezultatele noastre au arătat că cortexul occipitotemporal stâng răspunde preferenţial la caracterele legale ortografic (adică, RW şi PW), care au fost în concordanţă cu constatările anterioare (Price et al., 1996; Cohenet al., 2002; Ben-Shachar et al., 2007; Vinckier et al., 2007; Chan et al., 2009; Tian et al., 2020; Liu et al., 2021). FG din mijloc stânga, indicând selectivitatea față de legalitatea ortografică, adică poziția radicală pentru identificarea caracterelor (Wu et al., 2012).

În plus, a fost observat un efect lexical în partea anterioară a FG stânga pe baza diferenței minime de ortografie lexicală dintre RW și PW, ceea ce a indicat că partea anterioară a FG stânga poate integra informații fonologice sau semantice din zonele corticale de nivel superior, cum ar fi stânga. gyrus unghiular, gyrus supramarginal stâng și gyrus frontal stâng inferior, posibil prin fascicul arcuat (Price și colab., 2003; Liu și colab., 2021).

În plus, am observat că PW-urile au provocat mai multe activări în FG-ul mijlociu stâng, care au fost în concordanță cu constatările anterioare (Fiez și colab., 1999; Xu și colab., 2001). Între timp, FW-urile au indus mai multă activare în partea posterioară a FG-ului stâng, în timp ce SC au provocat mai multă activare în girusul occipital mijlociu stâng.

Aceste constatări susțin ipoteza erorii de predicție, ceea ce înseamnă că atunci când stimulul este recunoscut ca potențial semnificativ, dar nu este prezis eficient de forma sa vizuală a cuvântului, poate provoca creșterea activității creierului (Price și Devlin, 2011; J Zhao și colab., 2019; Gagl et al. , 2020).

În conformitate cu descoperirile anterioare în limbile alfabetice, modelele variate de activare au dezvăluit, de asemenea, relația corespunzătoare între gradientul funcțional al FG stâng și asemănarea cu RW, indicând acordarea la regularitățile ortografice ale limbajului cititorului în cursul învățării citirii (Vinckier și colab., 2007). ).

Segregarea funcțională a subregiunilor din FG stânga

Pentru a examina în continuare rolurile funcționale ale subregiunilor din stânga FG, am investigat reprezentările logo-grafemelor RW, PW și FW utilizând metodele RSA. Am observat că reprezentările logo-grafeme ale RW au fost detectate în părțile mijlocii și anterioare ale FG stângi, în timp ce reprezentările logo-grafeme ale PW au fost doar în FG din mijloc stânga, ceea ce s-ar putea datora diferenței dintre procesarea cognitivă a RW și PW. . Aceste constatări au indicat că FG din mijloc stânga procesa ortografia formelor de cuvânt, în timp ce partea anterioară a FG din stânga a fost implicată în procesarea ortografică lexicală.

În mod remarcabil, în conformitate cu constatările anterioare, am constatat că reprezentările semantice din FG-ul anterior stâng și reprezentările logo-grafem din FG-ul din mijlocul din stânga au fost bine aliniate cu partea anterioară și, respectiv, posterioară a zonelor selective ale formei de cuvânt, indicând subdiviziunile funcționale ale FG-ului stâng ( Lerma-Usabiaga et al., 2018; White et al., 2019).

În plus, reprezentările logo-grafeme ale FW au fost detectate în regiunea posterioară a FG stânga. Prin urmare, în ciuda caracteristicilor lingvistice foarte discriminate între chineză și engleză (Mo și colab., 2015), există gradienți funcționali similari ai FG din stânga atât pentru procesarea limbii chineze, cât și pentru cele alfabetice, ceea ce indică o scală de stimuli bazată pe radicali în caracterele chinezești, cum ar fi stimulul bazat pe litere. scară în limbi alfabetice (Vinckier et al., 2007; Lochy et al.,2018).

Pentru a identifica gradientul ortografiei abstracte ortografiei tolexicale din partea mijlocie până în partea anterioară a FG stânga, am calculat, de asemenea, corelațiile dintre reprezentările creierului RW-urilor. Nu a fost găsită nicio corelație semnificativă pentru reprezentările logo-grafem între părțile mijlocii și anterioare ale FG, ceea ce poate implica faptul că există două tipuri diferite de procesare ortografică reprezentate în părțile mijlocii și anterioare ale FG stâng.

Între timp, s-a observat o corelație semnificativă între reprezentările logo-grafeme ale părții anterioare a FG stâng și reprezentările semantice ale părții mijlocii a FG stângi, ceea ce a implicat că regiunea anterioară a FG stânga ar putea integra informații semantice de la FG din mijlocul stâng prin modulare de sus în jos pentru a procesa ortografia.

Studiile anterioare au dezvăluit existența unei modulații de sus în jos din regiunile de nivel înalt, cum ar fi circumvoluția frontală stângă inferioară și circumvoluția temporală medie stângă și superioră până la FG mijloc stânga (LB Zhaoet al., 2017; Lerma-Usabiaga et al., 2018; Wang și colab., 2018; Liu și colab., 2021).

În general, atât rezultatele analizei de activare univariată, cât și analiza RSA au confirmat gradienții funcționali în FG stânga, dar nu în FG din dreapta în timpul recunoașterii cuvintelor chinezești (Figurile 2, 3). În plus, analiza RSA a oferit rezultate mai fine prin descompunerea componentelor cognitive în funcție de voxel (logo-grafem și semantică) ale fiecărei condiții de sarcină.

Reprezentările logo-grafemice și reprezentările semantice ale RW-urilor din FG din mijloc stânga au fost incluse în zona efectului de formă a cuvântului (Fig. 4A), ceea ce a implicat mai mult de un proces cognitiv într-un singur gradient funcțional a susținut în mod colectiv funcția sa lingvistică. Asociațiile potențiale dintre reprezentările semantice din FG din mijlocul stâng și anterior (Fig. 4B) au arătat posibile interacțiuni ale componentelor cognitive între diferiți gradienți funcționali. Studiile viitoare ar trebui să se concentreze asupra modului în care sunt organizați gradienții funcționali din FG stâng, prin investigarea interacțiunilor complexe ale componentelor cognitive în interiorul și între gradienți.

Organizarea funcțională a selectivității caracterelor în FG corect

Datorită formei pătrate a caracterelor chinezești, dovezi substanțiale au arătat că FG-ul potrivit este implicat în mod specific în recunoașterea caracterelor chinezești pentru a procesa informații spațiale, cum ar fi locațiile diferitelor lovituri și radicali care compun caracterul (Tan et al., 2000, 2001, 2005). Bolger și colab., 2005; Guo și Burgund, 2010).

De asemenea, am constatat că nu numai personajele reale, ci și pseudo-caracterele și personajele false, toate au provocat activarea FG-ului corect. Cu toate acestea, nu am găsit o organizare funcțională ierarhică a ortografiei chineze în FG corect, care să fie în concordanță cu constatările anterioare (Vinckieret colab., 2007; Chan et al., 2009; Kronschnabel și colab., 2013; Olulade și colab., 2013; 2013; LB Zhao și colab., 2017; Tian și colab., 2020).

Având în vedere că FG-ul potrivit a fost propus pentru a procesa configurația radicală sau informațiile vizual-spațiale (Peyrinet colab., 2006; Deng și colab., 2011; Woodhead și colab., 2011), stimuli asemănători caracterului care cuprind lovituri sau radicali împachetati într-o formă pătrată pot a provoca modele de activare similare în FG din dreapta. În plus, sa indicat că FG din stânga stochează informații în termeni de părți și relațiile lor cu obiectele vizuale, în timp ce FG din dreapta stochează informații holistice despre obiectele vizuale (Dien, 2009).

În plus, nici un gradient funcțional al reprezentărilor logograf eme pentru reprezentarea norsemantică a stimulilor asemănătoare caracterelor nu a fost găsit pentru FG-ul drept, ceea ce poate indica faptul că FG-ul potrivit a fost implicat doar în procesarea vizual-spațială, mai degrabă decât în ​​procesarea lexicală în timpul recunoașterii caracterelor chinezești. În special, am găsit corelații semnificative între reprezentarea logo-grafem a RW-urilor în FG-ul mijlociu drept și cea a RW-ului în FG-ul mijlociu stâng și anterior.

Mai multe studii asupra leziunilor au propus că spleniul corpului calos leagă FG stânga de omologul său drept, integrând astfel informațiile vizuale proiectate în zonele vizuale bilaterale (Binder și Mohr, 1992; Molko și colab., 2002; Shan et al., 2010) . Rezultatele noastre au sugerat că reprezentările ortografice ale caracterelor chinezești pot integra informațiile vizual-spațiale din FG-ul mijloc dreapta și informațiile ortografice din FG-ul stâng.

Două limitări ale acestui studiu ar trebui abordate. În primul rând, deși am speculat că regiunea anterioară a FG stânga poate primi modulare de sus în jos din regiunile creierului de nivel superior, cum ar fi circumvoluția frontală inferioară stângă și circumvoluția temporală stângă superior și mijlocie, studiul de față nu a putut oferi dovezi directe pentru această implicație din cauza limitărilor. a rezoluției temporale a fMRI.

Studiile viitoare care folosesc alte metode imagistice ar trebui efectuate pentru a testa această ipoteză. În plus, un studiu recent de înregistrări intracraniene a sugerat că gradientul funcțional din FG stânga poate reprezenta grade variate de influență de sus în jos de la FG din mijloc stânga la cortexul vizual primar (Woolnough et al., 2021), ceea ce subliniază și mai mult importanța modalității multiple. studii în viitor.

În al doilea rând, datele noastre nu pot determina dacă subregiunile din cortexul fusiform sunt implicate doar în procese de jos în sus sau interactive de jos în sus și de sus în jos, așa cum se arată în două dintre principalele propuneri teoretice privind rolul funcțional al acestei regiuni. Studiile viitoare care explorează interacțiunile dintre ortografie și procesele lingvistice de nivel superior ar fi utile pentru această întrebare (adică, fonologia și semantica).

În concluzie, am observat un gradient funcțional posterior spre anterior de stimuli asemănător caracterului cu o sensibilitate crescândă de la SC-uri la caracterele reale în cortexul fusiform stâng, dar nu în omologul său drept. Pe baza rezultatelor RSA, am identificat că FG-ul din mijlocul stâng a fost implicat în procesarea ortografică a cuvintelor, în timp ce partea anterioară a FG-ului stâng a fost implicată în procesarea ortografică lexicală.

Aceste constatări au indicat că cortexul fusiform stâng prezintă un gradient posterior spre anterior corespunzător asemănării de la mai jos la mai mare a tipului de caractere în timpul recunoașterii caracterelor chinezești.

Referințe

Allen M, Poggiali D, Whitaker K, Marshall TR, Kievit RA (2019)Raincloud plots: a multi-platform tool for robust data viewing.Wellcome Open Res 4:63.

Baeck A, Kravitz D, Baker C, Op de Beeck HP (2015) Influența statutului lexical și a similitudinii ortografice asupra răspunsului multi-voxel al zonei vizuale a formei cuvântului. Neuroimage 111:321–328.

Baker CI, Hutchison TL, Kanwisher N (2007) Conține suprafața fusiformă subregiuni foarte selective pentru nonfețe? NatNeurosci 10:3–4.

Ben-Shachar M, Dougherty RF, Deutsch GK, Wandell BA (2007) Sensibilitate diferențială la cuvinte și forme în cortexul occipitotemporal ventral. Cereb Cortex 17:1604–1611.

Binder JR, Mohr JP (1992) Topografia căilor de lectură calosală - o analiză caz-control. Brain 115:1807–1826.

Binder JR, Medler DA, Westbury CF, Liebenthal E, Buchanan L (2006) Tuning of the human left fusiform gyrus to the sublexical orthographic structure. Neuroimage 33:739–748.

Bolger DJ, Perfetti CA, Schneider W (2005) Efectul intercultural asupra creierului revizuit: structuri universale plus variația sistemului de scriere. Hum Brain Map 25:92–104.

Bruno JL, Zumberge A, Manis FR, Lu ZL, Goldman JG (2008) Sensibilitatea la familiaritatea ortografică în regiunea occipitotemporală. Neuroimage 39:1988–2001.

Centanni TM, King LW, Eddy MD, Whitfield-Gabrieli S, Gabrieli JDE (2017) Dezvoltarea sensibilității versus specificitatea pentru tipărire în zona formei de cuvinte vizuale. Brain Lang 170:62–70.

Chan ST, Tang SW, Tang KW, Lee WK, Lo SS, Kwong KK (2009) Codificarea ierarhică a caracterelor în fluxurile vizuale ventrale și dorsale ale procesării limbii chineze. Neuroimage 48:423–435.

Cohen L, Lehéricy S, Chochon F, Lemer C, Rivaud S, Dehaene S (2002) Reglarea specifică limbajului a proprietăților funcționale ale cortexului vizual ale zonei vizuale a formei cuvântului. Creierul 125:1054–1069.

Coltheart M, Rastle K, Perry C, Langdon R, Ziegler J (2001) RDC: model în cascadă de rută duală de recunoaștere vizuală a cuvintelor și citire cu voce tare. Psychol Rev 108:204–256.

For more information:1950477648nn@gamil.com