神经语言学的方法

关于神经语言学的方法第一页，共三十七页，2022年，8月28日《神经语言学概论》神经语言学的历史神经语言学的方法神经词汇学神经语用学神经文字学语言障碍与康复语言的习得与发展第二页，共三十七页，2022年，8月28日神经语言学的方法广义：研究视角狭义：科学技术手段第三页，共三十七页，2022年，8月28日广义方法第四页，共三十七页，2022年，8月28日BrainMap第五页，共三十七页，2022年，8月28日OneExample

名动两重分离（doubledissociation）现象：大脑左半球下额叶区（leftinferiorfrontalregions）受损的病人动词的脑加工机制受损，表现出动词提取困难，而名词提取保持相对完好；而前颞叶区（anteriortemporalregions）受损的病人则是名词的脑加工机制受损，表现出名词提取困难，而动词提取保持相对完好（Micelietal.,1984）。名词和动词的神经语言学研究是针对脑损伤病人的名词和动词的两重分离现象展开的。ElizabethBatesetal.（1991）开展过汉语名动分离的神经语言学研究。第六页，共三十七页，2022年，8月28日狭义方法科技手段简介在神经语言学研究的应用第七页，共三十七页，2022年，8月28日科技手段综览静态脑成像：CT（计算机断层扫描）MRI（磁共振成像）动态脑成像：PET（正电子发射断层扫描）Opticalimaging（光成像）fMRI（功能性核磁共振成像）MEG（脑磁图）TMS（经颅磁刺激）ERP（事件相关电位）分子遗传学技术——基因第八页，共三十七页，2022年，8月28日CT简介CT（computedtomography），是电子计算机X射线断层扫描的简称，于20世纪70年代用于临床，是一种功能齐全的病情探测仪器。第九页，共三十七页，2022年，8月28日

根据人体不同组织对X线的吸收与透过率的不同，应用灵敏度极高的仪器对人体进行测量，然后将测量所获取的数据输入电子计算机，电子计算机对数据进行处理后，就可摄下人体被检查部位的断面或立体的图像，发现体内任何部位的细小病变。第十页，共三十七页，2022年，8月28日CT在神经语言学中的应用失语症语言学研究中用CT来鉴定脑内病灶部位。JonathanD.Rohrer,WilliamD.Knight,JaneE.Warren,etal.Word-findingdifficulty:aclinicalanalysisoftheprogressiveaphasias.Brain,2008,131(Pt1):8-38第十一页，共三十七页，2022年，8月28日MRI简介MRI（MagneticResonanceImaging），即磁共振成像。

MRI是一种影像学诊断技术，于20世纪80年代应用于临床。MRI的原理是，原子核位于磁场中时，其内部的质子自旋产生磁矩作用，如用一与它运动频率相同的射频脉冲来激发原子核，则原子核产生共振效应，即为磁共振。第十二页，共三十七页，2022年，8月28日

临床上，MRI的图像是通过受检人体内氢原子核中的质子而得到。氢原子在人体内分布广，因正常器官和组织与病变组织间的密度有差异，故显示出不同的图像，临床上可据其作出诊断。MRI对大脑、脊柱、肝、胰等实质性器官的肿瘤有极高的诊断价值，能从不同角度成像，且没有放射线的危害。第十三页，共三十七页，2022年，8月28日MRI在神经语言学中的应用

作为近期清晰成像（高分辨率）的代表，MRI在言语障碍的神经语言学研究中主要用于脑解剖结构分析，如失语症患者的病灶定位，阿尔茨海默氏症、帕金森氏症的脑形态学鉴定等。第十四页，共三十七页，2022年，8月28日PET简介PET（PositronEmissionTomography），正电子发射断层扫描。

PET的依据是一些放射性同位素标记的分子（如含18F的脱氧葡萄糖FDG）能正常地参加脑细胞的新陈代谢。这些同位素发射正电子，正电子不稳定，易与负电子撞击而湮灭，湮灭所生能量以两束反向γ-射线方式释放。测量这两束γ-射线的量，即可知该标记同位素分子的含量，从而作为该部位功能活动是否增强的标记。以此来观察脑内动态过程。第十五页，共三十七页，2022年，8月28日第十六页，共三十七页，2022年，8月28日PET在神经语言学中的应用Fig.2(A)Decreases(inred)andincreases(inblue)ofgreymatterindyslexicsversuscontrols,superimposedona3Drenderingofthemeangreymatterimageofthedyslexicsubjects.(B)Decreases(inred)ofwhitematterindyslexicsversuscontrols,superimposedona3Drenderingofthemeangreymatterimageofthedyslexicsubjects.G.Silani,U.Frith,J.-F.Demonet,F.etal.Brainabnormalitiesunderlyingalteredactivationindyslexia:avoxelbasedmorphometrystudy.Brain,2005,128:2453-2461.第十七页，共三十七页，2022年，8月28日光成像简介

用脑功能近红外反射光谱仪（Near-InfraredReflectanceSpectroscopy，NIRS）测量大脑皮质局部氧合血红蛋白(HbO2)和脱氧血红蛋白(Hb)含量，以观察脑内动态过程。其中，近红外光谱介于可见光谱区与中红外谱区之间，谱区范围波长为700~2500nm。第十八页，共三十七页，2022年，8月28日第十九页，共三十七页，2022年，8月28日光成像在神经语言学中的应用Figure2.A,TypicalexampleofthemostcommonpatternofNIRSparameterchangeinthenormalsubjectsduringnamingtask.B,TypicalexampleofthemostfrequentpatternofNIRSparameterchangeintheaphasicpatientsduringthetask.KaoruSakatani,DMSc,YuxiaoXie,etal.Language-ActivatedCerebralBloodoxygenationandHemodynamicChangesoftheLeftPrefrontalCortexinPoststrokeAphasicPatients:ANear-InfraredSpectroscopyStudy.Stroke,1998,29(7):1299-1304.第二十页，共三十七页，2022年，8月28日fMRI简介fMRI（functionalMagneticResonanceImaging），功能性磁共振成像。磁场能使处于其中的物质磁化，后者形成附加磁场，对原磁场产生影响。有的物质形成的附加磁场方向与外磁场方向相同，称顺磁质，如脱氧血红蛋白。有的物质形成的附加磁场方向与外磁场方向相反，称抗磁质，如氧合血红蛋白。

fMRI的依据是磁共振（MR）信号的血氧水平依赖性（bloodoxygenation-leveldependent,BOLD）。脑活动时代谢旺盛，局部脑血流增加、氧合血红蛋白增加过剩，超过了代谢消耗氧的需要，结果静脉中氧合血红蛋白比例增加，脱氧血红蛋白比例减少。前者具有抗磁性，后者具有顺磁性，其比例变化会改变MR信号。fMRI测量的主要就是静脉中二者比例变化产生的MR信号变化。经计算，可观察脑内动态变化。第二十一页，共三十七页，2022年，8月28日第二十二页，共三十七页，2022年，8月28日fMRI在神经语言学中的应用WalterJ.B.vanHeuven,HerbertSchriefers1,TonDijkstraandPeterHagoort.LanguageConflictintheBilingualBrain.CerebralCortex,AdvanceAccesspublishedApril18,2008.Figure3.Dutch-EnglishbilingualbrainactivationsshowinggreateractivationsforinterlingualhomographsthanforEnglishcontrolwordsin(A)ELDtask,and(B),theGLDtask.第二十三页，共三十七页，2022年，8月28日MEG简介

人脑在进行认知活动时，其磁场变化是伴随其电场变化同时产生的，从电场变化中检测出的电信号是脑电，从磁场变化中检测出的磁信号是脑磁，记录的脑磁信号称为脑磁图（magnetoencephalogram,MEG）。脑磁场是很微弱的，数量级为10～1000fT（1fT=10-15T，是地球磁场的10-8～10-9

，即1亿～10亿分之一，只有用高灵敏度的超导磁强计才能探测到。这项工作，首次由等人于1981年完成。第二十四页，共三十七页，2022年，8月28日第二十五页，共三十七页，2022年，8月28日MEG在神经语言学中的应用LiinaPylkkänen,RodolfoLlinás,andGregoryL.Murphy.TheRepresentationofPolysemy:MEGEvidence.JCognNeurosci.,2006,18(1):97-109.第二十六页，共三十七页，2022年，8月28日Figure2.Sampledataillustratingoneparticipant'sresponsetoallcriticaltrialsandsourcesolutionstimewindowbytime-window.Theleftcolumnshowsactivityinall148sensors.Componentspecificsourcesolutionswerecreatedforalltime-pointsindicatedbythecursor.Themiddlecolumnshowsthemagneticfieldmapsatthetimepointsofthecursorandthedipolelocalizationsoftheactivity.Therightcolumnshowsactivityovertimeinthemodeledsources.第二十七页，共三十七页，2022年，8月28日TMS（transcranialmagneticstimulation）简介1990年前后，伦敦医院一位医生出于治疗目的，给病人头上安放磁铁刺激，诱发运动反射，观察到病人大姆指抽搐不已。近年已用于临床和以人为被试的科学研究。其作用原理较简单。把一绝缘线圈放在特定部位的头皮上，当线圈中有电流通过时，就有磁场产生，发出短磁脉冲(briefmagneticpulses)，后者无衰减地透过头皮和颅骨，进入皮质表层数厘米并产生感应电流，从而抑制或兴奋神经细胞的活动。研究发现，不同频率、不同强度等不同参数的rTMS对皮质有相反的作用，有的刺激提高大脑皮质的兴奋性，有的刺激抑制皮质的活动。第二十八页，共三十七页，2022年，8月28日①治疗。代替抗抑郁症药物，疗效较好；改善帕金森症、多发性硬化、痉挛疼痛症状。②科学研究。主要利用其抑制作用，即暂时性地停止该部位的正常电流变化，以达到对脑细胞进行抑制的作用。已见报道的研究有语言、视觉、记忆、运动。例如，每10ms发一个脉冲，当该部位起作用的时刻到达时，实验指标发生变化，即可较准确地定时。有的配合脑功能成像（fMRI等）确定位置，再行刺激以提高定位精度。第二十九页，共三十七页，2022年，8月28日TMS在神经语言学中的应用Figure1.Motorexcitabilityduringspeechperception.A)Datafromstimulationoftheleftprimarymotorfaceareainasinglesubjectwhenlisteningtospeech,listeningtonon-verbalsounds,viewingspeech,andviewingeyemovements.EMGrecordingsfromindividualtrialsaresuperimposedandthedottedlineindicatesthetimeofstimulation.Thehorizontalbarrepresents10msecandtheverticalbar0.5mV.JosephT.DevlinandKateE.Watkins.StimulatingLanguage:InsightsfromTMS.Brain,2007,130(Pt3):610-622.第三十页，共三十七页，2022年，8月28日Fig.1.C)TherelationbetweenregionalcerebralbloodflowinBroca’sareaandthesizeoftheMEPevokedbysinglepulseTMSoverthemouthregionofprimarymotorcortex(leftpanel).Ontheright,anactivationmapshowingtheanatomicallocationofthesignificantpositiverelationshipillustratedinthegraph.第三十一页，共三十七页，2022年，8月28日ERP简介

事件相关电位（ERP,event-relatedpotentials）的定义：当外加一种特定的刺激，作用于感觉系统或脑的某一部位，在给予刺激或撤消刺激时，以及当某种