Funktionell gradient av den fusiformade cortexen för kinesisk teckenigenkänning del 3

RSA-resultat

Semantiska representationer undersöktes endast för RWsrecognition, vilket resulterade i två kluster, den vänstra mitten och den främre FG, som båda var nära den laterala occipitotemporala sulcus (Fig. 3A).

Den laterala occipitotemporala sulcus är en viktig del av den mänskliga hjärnan. Den ligger på sidan av tinningloben och har ett oskiljaktigt förhållande till mänskligt minne. Tempralloben är ett av huvudområdena i den mänskliga hjärnan som bearbetar språk, kognition, hörsel, minne och andra funktioner, och den laterala occipitotemporala sulcus är den viktigaste delen av detta område.

Studier har funnit att storleken på den laterala occipitotemporala sulcus är nära relaterad till människors minne. Ju större occipital temporal sulcus är, desto bättre är personens minne. Samtidigt är den laterala occipitotemporala sulcus också nära relaterad till människors inlärningsförmåga och informationsbearbetningsförmåga.

Storleken på den laterala occipitotemporala sulcus är till stor del genetiskt bestämd, men en persons livsstil och miljö kan också påverka utvecklingen av den laterala occipitotemporala sulcus. Att upprätthålla goda levnadsvanor och en hälsosam kost, upprätthålla en god mentalitet och utföra lämpliga mentala övningar är fördelaktigt för utvecklingen av den occipitala temporal sulcus.

Dessutom kan det mänskliga minnet förbättras genom kontinuerlig träning och träning. Till exempel kan vi förbättra vår minnesförmåga genom kontinuerlig läsning, memorering, tänkande etc., och därigenom främja utvecklingen av den laterala occipitotemporala sulcus.

Kort sagt är den laterala occipitotemporala sulcus nära relaterad till mänskligt minne. För att behålla vårt minne måste vi vara uppmärksamma på våra levnadsvanor och miljö och främja utvecklingen av den laterala occipitotemporala sulcus genom kontinuerlig träning för att göra våra hjärnor friskare, mer flexibla och mer flexibla. visdom. Det kan ses att vi behöver förbättra minnet, och Cistanche deserticola kan förbättra minnet avsevärt eftersom Cistanche deserticola är ett traditionellt kinesiskt läkemedelsmaterial som har många unika effekter, varav en är att förbättra minnet. Effekten av malet kött kommer från de olika aktiva ingredienserna det innehåller, inklusive syra, polysackarider, flavonoider, etc. Dessa ingredienser kan främja hjärnans hälsa på olika sätt.

Klicka på vet 10 sätt att förbättra minnet

Logografem representation är involverad i den kognitiva bearbetningen av ortografi, radikaler och sammansatta visuella funktioner, som utforskades för FWs, PWs och RWs recognition.

FWs erkännande inkluderade inte juridisk ortografi och logo-grafem-representationer av FWs återfanns i den bilaterala mellersta occipitalgyrusen (Fig. 3B). Förutom den bilaterala mellersta och inferior occipitalgyrus, återfanns logografeme-representationer av PWs också till vänster. mitten FG (Fig. 3B), som kan tjäna som abstrakt ortografi på grund av bristen på semantiksin PW.

Logo-grafema representationer av RWs observerades i den bilaterala mitten occipital gyrus, vänster nedre occipital gyrus, bilaterala mitten FG och vänster anteriorFG (Fig. 3B). Särskilt den vänstra mitten och den främre FG var båda involverade i ortografiska representationer av RWs, men bara den vänstra mitten FG deltog i de av PWs, vilket tyder på att de mellersta och främre delarna av den vänstra FG har olika funktionella roller.

Den vänstra mitten FG-inducerad abstrakt ortografi och den vänstra främre FG var relaterad till lexikal ortografi. För mer information, se tabell 3.

Noterbart, under RWs erkännande, observerades logo-grafeme och semantiska representationer i både den vänstra mitten och främre FG och tillsammans med lateraloccipitotemporal sulcus.

Kluster som ligger bakom logo-grafem och semantiska representationer rumsligt grannar med varandra i den vänstra mitten respektive den främre FG. För att utforska sambanden mellan logo-grafem och semantiska representationer mellan den vänstra mitten och främre FG, utfördes Spearmans korrelationsanalys över ämnen (Fig. 4B). .

En marginellt signifikant korrelation hittades mellan de semantiska representationerna i de vänstra mellersta fusiforma och vänstra anteriorfusiforma regionerna (r {{0}}.26, p=0.067). Logografemrepresentationer i höger mitten FG var signifikant korrelerade med logografemrepresentationer i vänstermitten (r=0.485, p, 0.001) och främre FG (r=0.325,p { {12}}.020).

Logografemrepresentationer av den vänstra främre FG var signifikant korrelerade med semantikrepresentationerna av den vänstra mitten av FG (r=0.284, p=0.044). Ingen signifikant korrelation mellan logo-grafemerepresentationerna i vänster mitten FG och vänster främre FG upptäcktes.

Särskilt, som visas i figur 4A, var kluster underliggande logo-grafem och semantiska representationer i den vänstra främre FG och kluster i den vänstra mitten FG intill eller bredvid den främre och bakre delen av ordformseffektområden som upptäcktes under aktiveringsanalysen. Men för de lexikaliska effektområdena hittades ingen överlappning inom områdena logo-grafeme och semantiska representationer av RW.

Valideringsresultat

Som visas i tabellerna för utökade data 2-1, 3-1, 4-1 och utökade datatabeller 1-1, 2-1, 3-1, baseras både aktiverings- och RSA-resultaten på data efter exkludering överensstämmer med resultaten baserade på alla data, vilket indikerar att beteendeprestanda kan ha liten effekt på hjärnans respons hos deltagarna.

Diskussion

I den aktuella studien syftade vi till att undersöka den funktionella gradienten inom FG som motsvarar olika nivåer av ortografisk struktur i en visuell lexikal beslutsuppgift för att känna igen fyra typer av karaktärsliknande stimuli.

Till skillnad från den univariata analysen som identifierar hjärnans respons på experimentell stimulans genom att linjärt anpassa beteenderesponsen med de hemodynamiska aktiviteterna hos hjärnvoxels, karaktäriserar RSA överensstämmelsen mellan hjärnaktivitetsmönster och teoretiska/beteendemätningar (t.ex. neurala och beteendemässiga).

Därför, även om båda dessa två metoder kan karakterisera hjärnaktiviteter, kan RSA upptäcka mer finkornig mönsterinformation än den univariata analysen. Våra aktiveringsbaserade och RSA-resultat avslöjade att det fanns en posterior-till-anteriorgradient för ortografisk bearbetning av karaktärsliknande stimuli inom vänster FG.

Dessutom upptäcktes tre funktionellt segregerade regioner inom vänster FG, en bakre, mitten och en främre region, medan ett liknande mönster observerades i höger FG. Dessa fynd avslöjade den neurala grunden för förbearbetning av den hierarkiska ramen för kinesisk ortografi, dvs allmänna visuella egenskaper, radikal ortografi, ortografi och lexikal ortografi.

Funktionella gradienter av teckenselektivitet inom den vänstra FG

Även om tidigare forskning avslöjade inblandningen av vänster FG i visuell ordigenkänning (Cohen et al., 2002; Bruno et al., 2008; Glezer et al., 2009, 2015; Baeck et al., 2015; Lochy et al., 2018 ), nivåerna av ortografisk struktur för vänster FG-engagemang har inte klarlagts (Kuo et al., 2004; Liu et al., 2008; Price andDevlin, 2011).

Våra resultat visade att den vänstra occipitotemporala cortex preferentiellt svarar på ortografiskt juridiska karaktärer (dvs RWs och PWs), som överensstämde med tidigare fynd (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). Baserat på den minsta skillnaden i ortografisk laglighet mellan PWs och FWs, hittade vi dessutom en ordformseffekt i det vänstra mitten FG, vilket indikerar selektiviteten till ortografisk laglighet, dvs radikal position för karaktärsidentifiering (Wu et al., 2012).

Vidare observerades en lexikal effekt i den främre delen av vänster FG baserat på den minsta skillnaden i lexikal ortografi mellan RWs och PWs, vilket indikerade att den främre delen av vänster FG kan integrera fonologisk eller semantisk information från högre nivåer av kortikala områden som den vänstra vinkelgyrus, vänster supramarginal gyrus och vänster nedre frontal gyrus, möjligen genom den bågformade fasciculus (Price et al., 2003; Liu et al., 2021).

Dessutom observerade vi att PWs framkallade fler aktiveringar i den vänstra mitten av FG, vilket överensstämde med tidigare fynd (Fiez et al., 1999; Xu et al., 2001). Under tiden inducerade FWs mer aktivering i den bakre delen av den vänstra FG, medan SCs framkallade mer aktivering i den vänstra mitten av occipital gyrus.

Dessa fynd stöder hypotesen om förutsägelsefel, vilket innebär att när astimulus erkänns som potentiellt meningsfullt men inte förutsägs effektivt av sin visuella ordform, kan det framkalla ökad hjärnaktivitet (Price och Devlin, 2011; J Zhao et al., 2019; Gagl et al. , 2020).

I linje med tidigare fynd i alfabetiska språk, avslöjade de varierande aktiveringsmönstren också motsvarande förhållande mellan funktionell gradient av vänster FG och likhet med RW, vilket indikerar anpassningen till ortografiska regelbundenheter i läsarens språk under loppet av att lära sig läsa (Vinckier et al., 2007) ).

Funktionell segregering av subregioner i vänster FG

För att ytterligare undersöka de funktionella rollerna för underregionerna i vänster FG, undersökte vi logo-grafe-representationerna av RWs, PWs och FWs genom att använda RSA-metoder. Vi observerade att logo-grafem-representationer av RWs detekterades i mitten och de främre delarna av den vänstra FG, medan logo-grafem-representationerna av PWs endast var i den vänstra mitten FG, vilket kan bero på skillnaden mellan kognitiv bearbetning av RWs och PWs . Dessa fynd indikerade att den vänstra mitten av FG bearbetade ordformsortografi, medan den främre delen av den vänstra FG var involverad i lexikal ortografisk bearbetning.

I linje med tidigare fynd fann vi att semantiska representationer i den vänstra främre FG och logo-graferepresentationer i den vänstra mitten av FG var väl anpassade till den främre och bakre delen av ordformselektiva områden, vilket indikerar de funktionella underavdelningarna av vänster FG ( Lerma-Usabiaga et al., 2018; White et al., 2019).

Dessutom detekterades logo-grafem-representationerna av FWs i den bakre regionen av den vänstra FG. Därför, trots starkt diskriminerade språkliga egenskaper mellan kinesiska och engelska (Mo et al., 2015), finns liknande funktionella gradienter för vänster FG för både kinesisk och alfabetisk språkbehandling, vilket indikerar en radikalbaserad stimulusskala i kinesiska tecken, som den bokstavsbaserade stimulansen skala i alfabetiska språk (Vinckier et al., 2007; Lochy et al., 2018).

För att identifiera gradienten för abstrakt ortografi tolexical ortografi från mitten till den främre delen av vänster FG, beräknade vi också korrelationerna mellan hjärnrepresentationerna av RWs. Ingen signifikant korrelation hittades för logo-grafem-representationer mellan de mellersta och främre delarna av FG, vilket kan antyda att det finns två olika typer av ortografisk bearbetning representerade i de mittersta och främre delarna av den vänstra FG.

Samtidigt observerades en signifikant korrelation mellan logo-grafem-representationerna av den främre delen av vänster FG och semantikrepresentationer av den mellersta delen av vänster FG, vilket antydde att den främre regionen av vänster FG kan integrera semantisk information från vänster-mitten FG till och med top-down modulering för processortografi.

Tidigare studier har avslöjat förekomsten av top-down-modulering från högnivåregioner som den vänstra nedre frontala gyrusen och den vänstra mitten och överlägsna temporala gyrusen till den vänstra mitten FG (LB Zhaoet al., 2017; Lerma-Usabiaga et al., 2018; Wang et al., 2018; Liu et al., 2021).

I allmänhet bekräftade både resultaten av univariat aktiveringsanalys och RSA-analys funktionella gradienter i vänster FG men inte höger FG under kinesisk ordigenkänning (fig. 2, 3). Dessutom gav RSA-analys mer finkorniga resultat genom att voxelvis sönderdela kognitiva komponenter (logo-grafem och semantik) för varje uppgiftsvillkor.

Logo-grafem representationer och semantirepresentationer av RWs i den vänstra mitten FG inkluderades i ord-form effektområdet (Fig. 4A), vilket innebar att mer än en kognitiv process inom en enda funktionell gradient kollektivt stödde dess språkliga funktion. Potentiella associationer mellan semantiska representationer i vänstermitten och främre FG (Fig. 4B) visade möjliga interaktioner av kognitiva komponenter mellan olika funktionella gradienter. Framtida studier bör fokusera på hur funktionella gradienter i vänster FG är organiserade genom att undersöka komplexa interaktioner av kognitiva komponenter inom och mellan gradienter.

Funktionell organisation av karaktärselektivitet i rätt FG

På grund av den kvadratiska formen på kinesiska tecken har betydande bevis visat att den högra FG är specifikt involverad i kinesisk teckenigenkänning för att bearbeta rumslig information såsom placeringen av olika slag och radikaler som utgör tecknet (Tan et al., 2000, 2001, 2005 Bolger et al., 2005; Guo och Burgund, 2010).

Vi fann också att inte bara riktiga karaktärer utan pseudo-tecken och falska karaktärer alla framkallade aktivering av rätt FG. Vi hittade dock inte en hierarkisk funktionell organisation av kinesisk ortografi i rätt FG, vilket var i linje med tidigare fynd (Vinckieret al., 2007; Chan et al., 2009; Kronschnabel et al., 2013;Olulade et al., 2013; LB Zhao et al., 2017; Tian et al., 2020).

Med tanke på att rätt FG föreslogs för att bearbeta radikal konfiguration eller visuell-spatial information (Peyrinet al., 2006; Deng et al., 2011; Woodhead et al., 2011), kan karaktärsliknande stimuli som omfattar slag eller radikaler packade till en kvadratisk form framkalla liknande aktiveringsmönster i höger FG. Dessutom indikerades att den vänstra FG lagrar information i termer av delar och deras relationer till visuella objekt, medan den högra FG lagrar holistisk information om visuella objekt (Dien, 2009).

Dessutom hittades ingen funktionell gradient av logografens eme-representationer för karaktärsliknande stimuli eller norsemantisk representation för höger FG, vilket kan tyda på att höger FG endast var involverad invisuell-spatial bearbetning snarare än lexikal bearbetning under kinesisk teckenigenkänning. Noterbart hittade vi signifikanta korrelationer mellan logo-grafemrepresentationen av RWs i höger mitten FG och den för RW i vänster mitten och främre FG.

Flera lesionsstudier har föreslagit att mjälten i corpus callosum länkar vänster FG till dess högra homolog, och därigenom integrerar visuell information som projiceras till bilaterala visuella områden (Binder och Mohr, 1992; Molko et al., 2002; Shan et al., 2010) . Våra resultat antydde att de ortografiska representationerna av kinesiska tecken kan integrera visuell-spatial information från höger mitten FG och ortografisk information från vänster FG.

Två begränsningar av denna studie bör tas upp. För det första, även om vi spekulerade i att den främre regionen av vänster FG kan ta emot top-down modulering från högre nivåer av hjärnregioner som den vänstra nedre frontala gyrusen och den vänstra övre och mitten temporala gyrusen, kunde denna studie inte ge direkta bevis för denna implikation på grund av begränsningarna av den tidsmässiga upplösningen av fMRI.

Framtidsstudier som använder andra avbildningsmetoder bör utföras för att testa detta antagande. Dessutom har en nyligen genomförd intrakraniell inspelningsstudie föreslagit att funktionell gradient inom vänster FG kan representera olika grader av inflytande uppifrån och ned från vänster mitten FG till primärvisuella cortex (Woolnough et al., 2021), vilket ytterligare understryker vikten av multipel modalitet studier i framtiden.

För det andra kan våra data inte avgöra om subregioner inom den fusiforma cortexen är involverade i enbart bottom-up eller interaktiva bottom-up- och top-down-processer, som anges av två av de huvudsakliga teoretiska förslagen om denna regions funktionella roll. Framtida studier som utforskar interaktionerna mellan ortografi och språkliga processer på högre nivå skulle vara till hjälp för denna fråga (dvs. fonologi och semantik).

Sammanfattningsvis observerade vi en bakre till främre funktionell gradient av karaktärsliknande stimuli med ökande känslighet från SCs till riktiga tecken inom den leftfusiforma cortexen men inte i dess högra homolog. Baserat på RSA-resultat identifierade vi att den vänstra mitten FG var involverad i ordform ortografisk bearbetning, medan den främre delen av den vänstra FG var involverad i lexikal ortografisk bearbetning.

Dessa fynd indikerade att den vänstra fusiformcortexen uppvisar en posterior-till-främre gradient som motsvarar den lägre till högre likheten av teckentyp under kinesisk teckenigenkänning.

Referenser

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

Baeck A, Kravitz D, Baker C, Op de Beeck HP (2015) Inverkan av lexikal status och ortografisk likhet på multi-voxel-svaret i det visuella ordformsområdet. Neurobild 111:321–328.

Baker CI, Hutchison TL, Kanwisher N (2007) Innehåller det fusiforma ansiktsområdet underregioner som är mycket selektiva för icke-ansikter? NatNeurosci 10:3–4.

Ben-Shachar M, Dougherty RF, Deutsch GK, Wandell BA (2007) Differentiell känslighet för ord och former i ventral occipitotemporal cortex. Cereb Cortex 17:1604–1611.

Binder JR, Mohr JP (1992) The topography of callosal reading pathways - a case-control analysis. Hjärna 115:1807–1826.

Binder JR, Medler DA, Westbury CF, Liebenthal E, Buchanan L (2006) Tuning av den mänskliga vänstra fusiform gyrus till den sublexical ortografiska strukturen. Neurobild 33:739–748.

Bolger DJ, Perfetti CA, Schneider W (2005) Tvärkulturell effekt på hjärnan återbesökt: universella strukturer plus skriftsystemvariation. Hum Brain Map 25:92–104.

Bruno JL, Zumberge A, Manis FR, Lu ZL, Goldman JG (2008) Känslighet för ortografisk förtrogenhet i den occipitotemporala regionen. Neuroimage 39:1988–2001.

Centanni TM, King LW, Eddy MD, Whitfield-Gabrieli S, Gabrieli JDE(2017) Utveckling av känslighet kontra specificitet för tryck i det visuella ordformsområdet. Brain Lang 170:62–70.

Chan ST, Tang SW, Tang KW, Lee WK, Lo SS, Kwong KK (2009)Hierarkisk kodning av tecken i de ventrala och dorsala visuella strömmarna av kinesisk språkbehandling. Neurobild 48:423–435.

Cohen L, Lehéricy S, Chochon F, Lemer C, Rivaud S, Dehaene S (2002) Språkspecifik justering av visuella cortex funktionella egenskaper hos det visuella ordformsområdet. Hjärna 125:1054–1069.

Coltheart M, Rastle K, Perry C, Langdon R, Ziegler J (2001) DRC: adual route kaskadmodell för visuell ordigenkänning och högläsning. Psychol Rev 108:204–256.

For more information:1950477648nn@gamil.com