心理所合作研究发现听觉语言理解相关脑区到感知运动皮层地标的距离预测言语理解功能

　　大脑皮层的脑区按照功能可以分为两类：视觉、听觉和感觉运动皮层 (主要加工外界的单通道信息，如视觉、听觉) 和联合皮层 (主要整合多通道信息，支持记忆功能)。认知神经科学的一个核心问题是：大脑的拓扑特征是否能够解释这两类脑区功能的差异化？ 

　　为了回答这个问题，中国科学院行为科学院重点实验室杜忆研究组开展了一项合作研究：采用任务态磁共振成像，研究了这两类脑区到感觉运动皮层地标的距离和它们在加工语言任务时功能反应的关系。这两类脑区在听觉语言理解的功能不同：靠近感觉运动地标的脑区主要加工听觉和运动特征，远离感觉运动地标的脑区主要加工语义信息。 

　　研究发现，属于听觉网络的脑区在听觉语言任务和数学任务中激活强度相等，说明它们主要加工听觉特征。个体上这些脑区距离感知觉皮层地标越近，这些脑区的激活越强。这和栓系假说的预期一致：越靠近加工外部信息的脑区，越能客观地加工外部信息，更真实地反映这个外部世界。属于语言网络和默认网络的脑区，在听觉语言任务中比在听觉数学任务中有更强的激活，说明这些脑区支持语义理解。个体上这些脑区距离感知觉皮层地标越远，这些脑区的激活越强。这和栓系假说的预期一致：越是远离感觉运动皮层的脑区，越不受到外界信息的限制，因此能够加工更具有通道独立性的记忆和抽象功能。这些结果表明，到感觉运动地标的距离是大脑的一种功能组织原理，可解释脑区的功能差异化。 

图：脑区激活强度和整体最短距离的关系

　　A～F是在语言和数学任务均有激活的脑区中其激活强度和整体最短距离有相关的脑区。属于听觉网络的脑区（蓝色和绿色）的激活强度和整体最短距离有负相关；属于语言网络的脑区（黄色）有正相关

　　G～J是相对于数学任务，在语言任务中有更强激活的脑区中和整体最短距离有正相关的脑区

　　该研究获得国家科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目（2021ZD0201501），国家自然科学基金（31822024）和中国科学院战略性先导科技专项（XDB32010300）支持，中国科学院心理研究所自主部署项目（E2CX3625CX), 心理所青年人才启动项目（E1CX4725CX）等项目的支持。 

　　心理所助理研究员王秀祎为第一作者。文章已在线发表于Cerebral Cortex。 

　　论文信息： 

　　Wang, X., Krieger-Redwood, K., Zhang, M., Cui, Z., Wang, X., Karapanagiotidis, T., ... & Jefferies, E. (2022). Physical distance to sensory-motor landmarks predicts language function. Cerebral Cortex. 

　　https://academic.oup.com/cercor/advance-article-abstract/doi/10.1093/cercor/bhac344/6692555