蒙漢雙語者的漢語詞匯命名加工腦機(jī)制的功能磁共振成像

趙澄，王曉怡，陳學(xué)志，劉巨濤，盧潔，李坤成

詞匯命名任務(wù)是判斷認(rèn)知功能障礙常用的測查任務(wù)，也是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域中研究詞匯形音轉(zhuǎn)換的經(jīng)典范式。眾多研究表明，對不同語種的詞匯命名任務(wù)人腦的激活區(qū)域及強(qiáng)度不盡相同。我國內(nèi)蒙古大部、東北以及新疆的部分區(qū)域分布著大量蒙漢雙語者，但目前有關(guān)蒙漢雙語腦加工機(jī)制方面的研究很少。腦功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）為第二語言的腦加工偏側(cè)化研究提供了有效手段。本研究采用fMRI技術(shù)觀察蒙漢雙語健康志愿者及單漢語者在漢語詞匯命名任務(wù)中激活腦區(qū)的差異，探討蒙漢雙語者在第二語言詞匯命名加工過程中的腦機(jī)制。

材料與方法

1.一般資料

將15例蒙漢雙語健康志愿者[男8例，女7例，年齡18～20歲，平均（18.9±0.7）歲]及15例單漢語[男8例，女7例，年齡18～20歲，平均（18.8±0.7）歲]受試者納入本研究，其中蒙漢雙語者的母語為蒙語。兩組被試均為右利手，視力正?；蛘叱C正正常，教育年限及漢語學(xué)習(xí)年限均為10年以上；體內(nèi)無金屬植入物，既往無心、肺、肝、腎等重要臟器疾病史，無精神病史，頭顱MRI平掃未見顱內(nèi)病灶。所有志愿者均在實驗前簽署知情同意書。

2.試驗任務(wù)

試驗采用的刺激材料是從舒華等修訂（1989年）的Snodgrass資料庫中選出的80個與白描圖相對應(yīng)的雙字詞，如老虎、草莓、綿羊等，將材料隨機(jī)分成兩組，并對兩組詞的頻率、名稱一致性、概念一致性、表象一致性和視覺復(fù)雜性進(jìn)行了控制（表1）。本研究為蒙漢雙語者語言認(rèn)知系列研究的一部分，所用材料與前期研究相同[1]。

表1 操縱變量及控制條件匹配情況表

fMRI試驗測試后用7點量表測查兩組被試對漢語詞的熟悉程度，結(jié)果均在6以上。

研究采用組塊設(shè)計，任務(wù)和控制條件等時交替出現(xiàn)，共5個任務(wù)組塊，6個控制組塊。每個任務(wù)組塊內(nèi)有8個項目，每個項目呈現(xiàn)時間2000ms，間隔時間1000ms，基線為“十”字，掃描時間4min 24s。在進(jìn)行fMRI掃描時，要求被試注視計算機(jī)屏幕中央并保持頭部不動，同時對呈現(xiàn)的漢語詞做命名任務(wù)。

3.掃描參數(shù)

采用Philips Achieva x－series 3.0TMR 成像系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)8通道頭顱線圈進(jìn)行圖像采集。首先采用SE序列行顱腦橫軸面T1WI，掃描參數(shù)：TR 156ms，TE 2.46ms，層厚4.0mm，間隔1.2mm，視野24.0cm×24.0cm，矩陣256×256，掃描25層。然后采用單次激發(fā)平面回波成像（echo planar imaging，EPI）序列行BOLD－fMRI，掃描層面與 T1WI相同，掃描參數(shù)：TR 2000ms，TE 30ms，翻轉(zhuǎn)角90°，層厚4.0mm，間隔1.2mm，視野19.2cm×19.2cm，矩陣64×64。最后采用三維反轉(zhuǎn)恢復(fù)快速擾相梯度回波（3DTFE T1WI）序列行矢狀面連續(xù)176層覆蓋全腦掃描，以進(jìn)行三維重建及空間配準(zhǔn)，掃描參數(shù)為：TR 7.6ms，TE 3.7ms，翻轉(zhuǎn)角8°，層厚2.0mm，間隔1.0mm，視野25.6cm×25.6cm，矩陣256×256。整個掃描過程中要求受試者保持頭部不動，所有受試者均完成了實驗要求，頭動范圍小于1／2體素。

圖1 熟練蒙漢雙語與單漢語被試在漢語詞匯命名任務(wù)過程中的腦功能激活。a）蒙漢雙語者；b）單漢語者。

4.數(shù)據(jù)處理

采用國際上通用的AFNI（Analysis of Functional NeuroImages）軟件處理分析腦成像數(shù)據(jù)。預(yù)處理中首先去掉功能像前4個時間點的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行時間平滑、頭動校正和去線性漂移的處理，并對圖像進(jìn)行各向同性高斯平滑（全寬半高＝6mm），然后計算功能像的信號變化率，進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，之后將功能像與三維全腦結(jié)構(gòu)像對齊和空間標(biāo)準(zhǔn)化，并在此標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)體系內(nèi)以2mm×2mm×2mm的體積單元進(jìn)行重新采樣。通過組別為固定因素、組內(nèi)為隨機(jī)因素的ANOVA組分析分別得到兩組被試漢語詞匯命名任務(wù)的腦激活結(jié)果，并比較兩組被試間詞匯命名任務(wù)的腦激活差異。采用AlphaSim程序?qū)せ顖D進(jìn)行校正，校正后體積＞184mm3、F＞28.12且P＜0.005定義為激活。差異激活圖校正后體積＞120mm3、F＞4.26且P＜0.01定義為激活。根據(jù)腦激活差異結(jié)果作進(jìn)一步ROI分析，以激活腦區(qū)峰值點坐標(biāo)為球心，畫6mm的球形ROI，同時做對側(cè)區(qū)域的球形ROI。

結(jié) 果

熟練蒙漢雙語與單漢語健康志愿者在進(jìn)行漢語詞匯命名任務(wù)時，均顯著激活雙側(cè)枕葉[布羅德曼分區(qū)（Brodmann area，BA）17、18、19]、雙側(cè)扣帶回后部（BA30）、雙 側(cè) 顳 中 回 （BA21、22）、左 側(cè) 頂 下 小 葉（BA40）、左側(cè)頂上小葉（BA7）、左側(cè)額中回（BA6）及左側(cè)額中額下回（BA9、45、47）等腦區(qū)（圖1）。

比較蒙漢雙語與單漢語受試在詞匯命名任務(wù)時激活腦區(qū)的差異，蒙漢雙語者在雙側(cè)枕葉（BA18、19）、扣帶回后部（BA20）、左側(cè)丘腦、右側(cè)顳上回（BA22）和顳中回后部（BA21）的激活比單漢語者顯著增加（圖2）。蒙漢雙語者與單漢語者在詞匯命名任務(wù)時存在激活差異的腦區(qū)的Talairach坐標(biāo)見表2。以右側(cè)顳中回的激活峰值點坐標(biāo)為球心，畫6mm的球形ROI，同時做對側(cè)區(qū)域的球形ROI。取雙側(cè)顳中回標(biāo)準(zhǔn)化后的回歸值做ROI分析，結(jié)果顯示顳中回的功能激活有明顯右側(cè)優(yōu)勢（圖3），且蒙漢雙語者的右側(cè)顳中回激活較單漢語者顯著增強(qiáng)（P＜0.05）。

圖2 蒙漢雙語者與漢語被試在漢語詞匯命名任務(wù)過程中的腦功能激活差異圖（校正后P＜0.05）。橙黃色表示蒙漢雙語者較漢語者激活顯著的腦區(qū)，藍(lán)色表示漢語被試較蒙漢雙語者激活顯著的腦區(qū)。

表2 蒙漢雙語與單漢語詞匯命名任務(wù)激活差異的主要腦區(qū)

討 論

圖3 蒙漢雙語者與單漢語者在漢語詞匯命名時雙側(cè)顳中回激活ROI分析，兩側(cè)差異有顯著性意義（P＜0.05），顳中回的功能激活有明顯右側(cè)優(yōu)勢，且蒙漢雙語者的右側(cè)顳中回激活程度顯著高于單漢語者。

本研究結(jié)果顯示，蒙漢雙語者在加工漢語詞匯信息過程中，右側(cè)顳中回和顳上回后部較單漢語明顯激活，蒙漢雙語者對詞匯信息加工的結(jié)果為第二語言的偏側(cè)化研究提供了新證據(jù)。有學(xué)者利用fMRI對西班牙語和英語雙語者作韻文任務(wù)的語音處理研究，提示右側(cè)大腦半球在聯(lián)合語言及語音任務(wù)時激活顯著增加，且激活主要位于右側(cè)顳中回后部[2]。英語語音和語義任務(wù)也顯示右側(cè)大腦半球顯著激活[3]。對雙語者詞匯產(chǎn)生任務(wù)的fMRI發(fā)現(xiàn)，第一語言和第二語言任務(wù)時左前額葉均有顯著地激活，另外使用第二語言過程中右側(cè)前額葉激活[4]。對第一語言為漢語的漢英雙語者執(zhí)行單詞語義理解任務(wù)，發(fā)現(xiàn)兩種語言任務(wù)作業(yè)時腦區(qū)激活分布存在明顯重疊，多數(shù)受試者以左側(cè)腦區(qū)激活明顯，未發(fā)現(xiàn)特異性的漢語或英語加工腦區(qū)[5]。

本研究利用fMRI技術(shù)研究熟練蒙漢雙語者對漢語詞匯命名加工的神經(jīng)機(jī)制，結(jié)果顯示蒙漢雙語者在加工漢語語音信息過程中，右側(cè)顳中回后部表現(xiàn)為更強(qiáng)激活，與以前的研究中發(fā)現(xiàn)的第二語言的左側(cè)優(yōu)勢不同[6-9]，提示蒙漢雙語者命名第二語言時詞匯存在特殊性。本研究組前期對熟練蒙漢雙語者的漢語語義判斷加工機(jī)制的進(jìn)行了fMRI研究，結(jié)果顯示主要激活腦區(qū)為左側(cè)舌回、顳中回、頂上小葉、額中回及額下回等[1]，提示蒙漢雙語者對漢語語義判斷和詞匯命名的腦激活區(qū)存在差異。蒙漢雙語者進(jìn)行語義判斷任務(wù)時，因漢語與蒙語的語義加工區(qū)域重疊，因此在長期的學(xué)習(xí)和語言訓(xùn)練過程中，只是表現(xiàn)為同一語義加工區(qū)的加工深度不同。另一方面，因漢語與蒙語的語音完全不同，蒙漢雙語者在學(xué)習(xí)蒙語和漢語的過程中所采用的策略不同，從而導(dǎo)致涉及的語音加工區(qū)域及形音轉(zhuǎn)換區(qū)域可能也會有所不同。在本研究中，蒙漢雙語者進(jìn)行漢語詞匯命名時，在右側(cè)顳中回表現(xiàn)出比單漢語者相應(yīng)區(qū)域更強(qiáng)的激活，提示加工漢語時可能存在第二語言的神經(jīng)加工機(jī)制。

由于蒙漢雙語者腦加工機(jī)制與漢語者不同，本結(jié)果對于蒙漢雙語患者的臨床研究具有指導(dǎo)意義。由于飲食習(xí)慣及天氣條件，蒙族腦卒中的發(fā)生率很高，本研究結(jié)果對于這些人群發(fā)病后語言功能障礙的腦機(jī)制及其功能恢復(fù)有重要意義，此外對于腦腫瘤等需要進(jìn)行手術(shù)治療的蒙漢雙語患者，本研究結(jié)果對保護(hù)患者的語言功能區(qū)也可提供有價值的信息。fMRI作為揭示語言腦加工處理機(jī)制的新方法，不僅能為蒙漢雙語者的語言加工腦機(jī)制研究提供影像學(xué)依據(jù)，而且隨著研究的推廣和深入，今后將對臨床診治蒙漢雙語患者累及語言的腦疾病具有重要價值。

[1]陳學(xué)志，周連軍，楊倩，等.熟練蒙漢雙語者語義加工腦機(jī)制的fMRI分析[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2012，28（8）：154－157.

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