Funksjonell gradient av fusiform cortex for kinesisk tegngjenkjenning del 3

RSA-resultater

Semantiske representasjoner ble bare utforsket for RWsrecognition, noe som resulterte i to klynger, venstre midtre og fremre FG, som begge var nær den laterale occipitotemporale sulcus (fig. 3A).

Den laterale occipitotemporale sulcus er en viktig del av den menneskelige hjernen. Den ligger på siden av tinninglappen og har et uatskillelig forhold til menneskelig hukommelse. Temporallappen er et av hovedområdene i den menneskelige hjernen som behandler språk, kognisjon, hørsel, hukommelse og andre funksjoner, og lateral occipitotemporal sulcus er den viktigste delen av dette området.

Studier har funnet at størrelsen på den laterale occipitotemporale sulcus er nært knyttet til folks hukommelse. Jo større occipital temporal sulcus, desto bedre er personens hukommelse. Samtidig er den laterale occipitotemporale sulcus også nært knyttet til menneskers læringsevne og informasjonsbehandlingsevner.

Størrelsen på den laterale occipitotemporale sulcus er i stor grad genetisk bestemt, men en persons livsstil og miljø kan også påvirke utviklingen av den laterale occipitotemporale sulcus. Å opprettholde gode levevaner og et sunt kosthold, opprettholde en god mentalitet og utføre passende mentale øvelser er gunstig for utviklingen av occipital temporal sulcus.

I tillegg kan menneskets hukommelse forbedres gjennom kontinuerlig trening og trening. For eksempel kan vi forbedre hukommelsesevnen vår gjennom kontinuerlig lesing, memorering, tenkning, etc., og dermed fremme utviklingen av lateral occipitotemporal sulcus.

Kort sagt, den laterale occipitotemporale sulcus er nært knyttet til menneskelig hukommelse. For å opprettholde hukommelsen vår må vi ta hensyn til våre levevaner og miljø og fremme utviklingen av den laterale occipitotemporale sulcus gjennom kontinuerlig trening for å gjøre hjernen vår sunnere, mer fleksibel og mer fleksibel. visdom. Det kan sees at vi trenger å forbedre hukommelsen, og Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen betydelig fordi Cistanche deserticola er et tradisjonelt kinesisk medisinsk materiale som har mange unike effekter, hvorav en er å forbedre hukommelsen. Effekten av kjøttdeig kommer fra de ulike aktive ingrediensene den inneholder, inkludert syre, polysakkarider, flavonoider osv. Disse ingrediensene kan fremme hjernens helse på ulike måter.

Klikk vet 10 måter å forbedre hukommelsen

Logo-grafemrepresentasjon er involvert i den kognitive behandlingen av ortografi, radikaler og sammensatte visuelle funksjoner, som ble utforsket for FWs, PWs og RWsrecognition.

FWs-anerkjennelse inkluderte ikke juridisk ortografi og logo-grafem-representasjoner av FWs ble funnet i den bilaterale midtre oksipitale gyrus (fig. 3B). I tillegg til den bilaterale midtre og underordnede occipitalgyrus, ble logo-grafemrepresentasjonene av PW-er også funnet i venstre side. midtre FG (fig. 3B), som kan tjene som abstrakt ortografi på grunn av mangelen på semantikk i PW-er.

Logo-grafemrepresentasjonene av RWs ble observert i den bilaterale midtre oksipitale gyrus, venstre nedre oksipitale gyrus, bilaterale midtre FG og venstre anteriorFG (fig. 3B). Spesielt venstre midtre og fremre FG var begge involvert i ortografiske representasjoner av RW-er, men bare venstre midtre FG deltok i de av PW-er, noe som antyder at den midtre og fremre delen av venstre FG har forskjellige funksjonelle roller.

Den venstre midtre FG-induserte abstrakt ortografi og den venstre fremre FG var relatert til leksikalsk ortografi. For mer informasjon, se tabell 3.

Spesielt under RWs-gjenkjenning ble logo-grafeme og semantiske representasjoner observert i både venstre midtre og fremre FG og sammen med lateraloccipitotemporal sulcus.

Klynger som ligger til grunn for logo-grafem og semantiske representasjoner romlig naboer hverandre i henholdsvis venstre midtre og fremre FG. For å utforske relasjonene mellom logo-grafeme og semantiske representasjoner mellom venstre midtre og fremre FG, ble Spearmans korrelasjonsanalyse utført på tvers av fag (fig. 4B). .

En marginalt signifikant korrelasjon ble funnet mellom de semantiske representasjonene i venstre midtre fusiforme og venstre anteriorfusiforme regioner (r {{0}}.26, p=0.067). Logo-grafem-representasjoner i høyre midtre FG var signifikant korrelert med logo-grafem-representasjoner i venstre-midten (r=0.485, p, 0.001) og anterior FG (r=0.325,p { {12}}.020).

Logo-grafemrepresentasjoner av venstre fremre FG var signifikant korrelert med semantkrepresentasjonene av venstre midtre FG (r=0.284, p=0.044). Ingen signifikant korrelasjon mellom logo-grafemerepresentasjonene i venstre midtre FG og venstre fremre FG ble oppdaget.

Spesielt, som vist i figur 4A, var klynger underliggende logo-grafeme og semantiske representasjoner i venstre fremre FG og klynger i venstre midtre FG ved siden av eller ved siden av den fremre og bakre delen av ordformeffektområdene som ble oppdaget under aktiveringsanalysen. For de leksikalske effektområdene ble det imidlertid ikke funnet noen overlapping innenfor områdene logo-grafeme og semantiske representasjoner av RW-er.

Valideringsresultater

Som vist i utvidede datafigurer 2-1, 3-1, 4-1 og utvidede datatabeller 1-1, 2-1, 3-1, er både aktiverings- og RSA-resultatene basert på data etter ekskludering samsvarer med resultatene basert på alle data, noe som indikerer at atferdsmessig ytelse kan ha liten effekt på hjerneresponsen til deltakerne.

Diskusjon

I den nåværende studien hadde vi som mål å undersøke den funksjonelle gradienten i FG som tilsvarer forskjellige nivåer av ortografisk struktur i en visuell leksikalsk beslutningsoppgave for å gjenkjenne fire typer karakter-likestimuli.

Forskjellig fra den univariate analysen som identifiserer hjernens respons på eksperimentell stimulans ved å lineært tilpasse atferdsresponsen med de hemodynamiske aktivitetene til hjernevoksler, karakteriserer RSA samsvaret mellom hjerneaktivitetsmønstre og teoretiske/atferdsmessige målinger (f.eks. nevrale og atferdsmessige).

Derfor, selv om begge disse to metodene kan karakterisere hjerneaktiviteter, kan RSA oppdage mer finkornet mønsterinformasjon enn den univariate analysen. Våre aktiveringsbaserte og RSA-resultater avslørte at det var en posterior-til-anteriorgradient for ortografisk behandling av karakter-likestimuli i venstre FG.

Dessuten ble tre funksjonelt segregerte regioner innenfor venstre FG, en bakre, midtre og en fremre region, oppdaget mens nosimilar mønster ble observert i høyre FG. Disse funnene avslørte det nevrale grunnlaget for forbehandling av det hierarkiske rammeverket for kinesisk ortografi, dvs. generelle visuelle egenskaper, radikal ortografi, ortografi og leksikalsk ortografi.

Funksjonelle gradienter av karakterselektivitet innenfor venstre FG

Selv om tidligere forskning avslørte involveringen av venstre FG i visuell ordgjenkjenning (Cohen et al., 2002; Bruno et al., 2008; Glezer et al., 2009, 2015; Baeck et al., 2015; Lochy et al., 2018 ), nivåene av ortografisk struktur for venstre FG-engasjement har ikke blitt belyst (Kuo et al., 2004; Liu et al., 2008; Price og Devlin, 2011).

Resultatene våre viste at venstre occipitotemporal cortex fortrinnsvis reagerer på ortografisk juridiske karakterer (dvs. RWs og PWs), som var i samsvar med tidligere funn (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). I tillegg, basert på minimumsforskjellen i ortografisk lovlighet mellom PW-er og FW-er, fant vi en ordformeffekt i venstre midtre FG, som indikerer selektiviteten til ortografisk lovlighet, dvs. radikal posisjon for karakteridentifikasjon (Wu et al., 2012).

Videre ble det observert en leksikalsk effekt i den fremre delen av venstre FG basert på minimumsforskjellen i leksikalsk ortografi mellom RW-er og PW-er, noe som indikerte at den fremre delen av venstre FG kan integrere fonologisk eller semantisk informasjon fra kortikale områder på høyere nivå, som f.eks. vinkelgyrus, venstre supramarginal gyrus og venstre nedre frontal gyrus, muligens gjennom den bueformede fasciculus (Price et al., 2003; Liu et al., 2021).

Dessuten observerte vi at PW-er fremkalte flere aktiveringer i venstre midtre FG, som var i samsvar med tidligere funn (Fiez et al., 1999; Xu et al., 2001). I mellomtiden induserte FW-er mer aktivering i den bakre delen av venstre FG, mens SC-er fremkalte mer aktivering i venstre midtre oksipitale gyrus.

Disse funnene støtter hypotesen om prediksjonsfeil, som betyr at når astimulus gjenkjennes som potensielt meningsfylt, men ikke forutses av dens visuelle ordform effektivt, kan det fremkalle økt hjerneaktivitet (Price og Devlin, 2011; J Zhao et al., 2019; Gagl et al. , 2020).

I tråd med tidligere funn i alfabetiske språk, avslørte det varierte aktiveringsmønsteret også det tilsvarende forholdet mellom funksjonell gradient av venstre FG og likhet med RW, noe som indikerer tilpasningen til ortografiske regelmessigheter i leserens språk i løpet av å lære å lese (Vinckier et al., 2007) ).

Funksjonell segregering av underregioner i venstre FG

For ytterligere å undersøke de funksjonelle rollene til underregionene til venstre FG, undersøkte vi logo-graferepresentasjonene av RW-er, PW-er og FW-er ved å bruke RSA-metoder. Vi observerte at logo-grafem-representasjonene av RW-er ble oppdaget i midten og fremre deler av venstre FG, mens logo-grafem-representasjonene av PW-er bare var i venstre midtre FG, noe som kan skyldes forskjellen mellom kognitiv prosessering av RW-er og PW-er . Disse funnene indikerte at venstre midtre FG behandlet ordform ortografi, mens den fremre delen av venstre FG var involvert i leksikalsk ortografisk prosessering.

Spesielt, i tråd med tidligere funn, fant vi at semantiske representasjoner i venstre fremre FG og logo-graferepresentasjoner i venstre midtre FG var godt på linje med henholdsvis den fremre og bakre delen av ordformselektive områder, noe som indikerer de funksjonelle underavdelingene til venstre FG ( Lerma-Usabiaga et al., 2018; White et al., 2019).

Dessuten ble logo-grafem-representasjonene av FW-er oppdaget i den bakre regionen av venstre FG. Til tross for svært diskriminerte språklige trekk mellom kinesisk og engelsk (Mo et al., 2015), eksisterer lignende funksjonelle gradienter av venstre FG for både kinesisk og alfabetisk språkbehandling, noe som indikerer en radikalbasert stimulusskala i kinesiske tegn, som den bokstavbaserte stimulusen skala i alfabetiske språk (Vinckier et al., 2007; Lochy et al.,2018).

For å identifisere gradienten til abstrakt ortografi toleksisk ortografi fra midtre del til fremre del av venstre FG, beregnet vi også korrelasjonene mellom hjernerepresentasjonene til RW-er. Det ble ikke funnet noen signifikant korrelasjon for logo-grafemrepresentasjoner mellom midtre og fremre del av FG, noe som kan innebære at det er to forskjellige typer ortografisk prosessering representert i midtre og fremre del av venstre FG.

I mellomtiden ble det observert en signifikant korrelasjon mellom logo-grafem-representasjonene av den fremre delen av venstre FG og semantikrepresentasjoner av den midtre delen av venstre FG, noe som antydet at den fremre regionen til venstre FG kan integrere semantisk informasjon fra venstre-midt-FG gjennom top-down modulering for å behandle ortografi.

Tidligere studier har avslørt eksistensen av top-down modulering fra høynivåregioner som venstre nedre frontal gyrus og venstre midtre og overlegne temporal gyrus til venstre midtre FG (LB Zhaoet al., 2017; Lerma-Usabiaga et al., 2018; Wang et al., 2018; Liu et al., 2021).

Generelt bekreftet både resultater av univariat aktiveringsanalyse og RSA-analyse funksjonelle gradienter i venstre FG, men ikke høyre FG under kinesisk ordgjenkjenning (fig. 2, 3). Videre ga RSA-analyse mer finkornede resultater ved å vokselvis dekomponere kognitive komponenter (logo-grafem og semantikk) for hver oppgavetilstand.

Logo-grafemrepresentasjoner og semantiskerepresentasjoner av RW-er i venstre midtre FG ble inkludert i ordformeffektområdet (fig. 4A), noe som innebar at mer enn én kognitiv prosess innenfor en enkelt funksjonell gradient støttet dens språklige funksjon. Potensielle assosiasjoner mellom semantiske representasjoner i venstremidt og fremre FG (fig. 4B) viste mulige interaksjoner av kognitive komponenter mellom ulike funksjonelle gradienter. Fremtidige studier bør fokusere på hvordan funksjonelle gradienter i venstre FG er organisert ved å undersøke komplekse interaksjoner av kognitive komponenter innenfor og mellom gradienter.

Funksjonell organisering av karakterselektivitet i høyre FG

På grunn av den kvadratiske formen til kinesiske tegn, har betydelige bevis vist at høyre FG er spesielt involvert i kinesisk tegngjenkjenning for å behandle romlig informasjon som plasseringen av forskjellige slag og radikaler som utgjør tegnet (Tan et al., 2000, 2001, 2005 ; Bolger et al., 2005; Guo og Burgund, 2010).

Vi fant også at ikke bare ekte karakterer, men pseudo-karakterer og falske karakterer alle fremkalte aktivering av høyre FG. Imidlertid fant vi ikke en hierarkisk funksjonell organisering av kinesisk ortografi i høyre FG, som var i tråd med tidligere funn (Vinckieret al., 2007; Chan et al., 2009; Kronschnabel et al., 2013;Olulade et al., 2013; LB Zhao et al., 2017; Tian et al., 2020).

Gitt at rett FG ble foreslått for å behandle radikal konfigurasjon eller visuell-romlig informasjon (Peyrinet al., 2006; Deng et al., 2011; Woodhead et al., 2011), kan karakterlignende stimuli som omfatter slag eller radikaler pakket inn i en firkantet form. fremkalle lignende aktiveringsmønstre i høyre FG. I tillegg ble det indikert at venstre FG lagrer informasjon når det gjelder deler og deres forhold til visuelle objekter, mens høyre FG lagrer helhetlig informasjon om visuelle objekter (Dien, 2009).

Videre ble det heller ikke funnet en funksjonell gradient av logografens eme-representasjoner for karakterlignende stimuli eller norsemantisk representasjon for høyre FG, noe som kan indikere at høyre FG bare var involvert invisuell-romlig prosessering i stedet for leksikalsk prosessering under kinesisk karaktergjenkjenning. Spesielt fant vi signifikante korrelasjoner mellom logo-grafemrepresentasjonen av RW-er i høyre midtre FG og den til RW i venstre midtre og fremre FG.

Flere lesjonsstudier har foreslått at splenium av corpus callosum knytter venstre FG til sin høyre homolog, og dermed integrerer visuell informasjon projisert til bilaterale visuelle områder (Binder og Mohr, 1992; Molko et al., 2002; Shan et al., 2010) . Resultatene våre antydet at de ortografiske representasjonene av kinesiske tegn kan integrere visuell-romlig informasjon fra høyre midtre FG og ortografisk informasjon fra venstre FG.

To begrensninger ved denne studien bør tas opp. For det første, selv om vi spekulerte i at den fremre regionen til venstre FG kan motta top-down modulering fra hjerneregioner på høyere nivå som venstre nedre frontal gyrus og venstre superior og mellom temporal gyrus, kunne ikke denne studien gi direkte bevis for denne implikasjonen på grunn av begrensningene av den tidsmessige oppløsningen av fMRI.

Fremtidige studier som bruker andre avbildningsmetoder bør utføres for å teste denne antagelsen. I tillegg har en nylig intrakraniell opptaksstudie antydet at funksjonell gradient i venstre FG kan representere varierende grader av ovenfra-ned påvirkning fra venstre midtre FG til den primære visuelle cortex (Woolnough et al., 2021), noe som ytterligere understreker viktigheten av multippel modalitet studier i fremtiden.

For det andre kan ikke dataene våre avgjøre om underregioner i den fusiforme cortex er involvert i bare nedenfra og opp eller interaktive bottom-up og top-down prosesser, som angitt av to av de viktigste teoretiske forslagene angående den funksjonelle rollen til denne regionen. Fremtidige studier som utforsker interaksjonene mellom ortografi og språklige prosesser på høyere nivå vil være nyttige for dette spørsmålet (dvs. fonologi og semantikk).

Avslutningsvis observerte vi en bakre-til-fremre funksjonell gradient av karakterlignende stimuli med økende følsomhet fra SCs til virkelige tegn i den venstre fusiforme cortex, men ikke i dens høyre homolog. Basert på RSA-resultater identifiserte vi at venstre midtre FG var involvert i ordform ortografisk prosessering, mens den fremre delen av venstre FG var involvert i leksikalsk ortografisk prosessering.

Disse funnene indikerte at venstre fusiformcortex presenterer en bakre-til-fremre gradient som tilsvarer den lavere-til-høyere likheten til tegntype under kinesisk tegngjenkjenning.

Referanser

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

Baeck A, Kravitz D, Baker C, Op de Beeck HP (2015) Påvirkning av leksikalsk status og ortografisk likhet på multivoxel-responsen til det visuelle ordformområdet. Neuroimage 111:321–328.

Baker CI, Hutchison TL, Kanwisher N (2007) Inneholder det fusiforme ansiktsområdet underregioner som er svært selektive for ikke-ansikter? NatNeurosci 10:3–4.

Ben-Shachar M, Dougherty RF, Deutsch GK, Wandell BA (2007) Differensiell følsomhet for ord og 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. Hjerne 115:1807–1826.

Binder JR, Medler DA, Westbury CF, Liebenthal E, Buchanan L(2006) Tuning av den menneskelige venstre fusiform gyrus til den subleksikalske ortografiske strukturen. Neuroimage 33:739–748.

Bolger DJ, Perfetti CA, Schneider W (2005) Tverrkulturell effekt på hjernen revidert: universelle strukturer pluss skriftsystemvariasjon. Hum Brain Mapp 25:92–104.

Bruno JL, Zumberge A, Manis FR, Lu ZL, Goldman JG (2008) Følsomhet for ortografisk kjennskap i den occipitotemporale regionen. Neuroimage 39:1988–2001.

Centanni TM, King LW, Eddy MD, Whitfield-Gabrieli S, Gabrieli JDE(2017) Utvikling av sensitivitet versus spesifisitet for utskrift i det visuelle ordformområdet. Brain Lang 170:62–70.

Chan ST, Tang SW, Tang KW, Lee WK, Lo SS, Kwong KK (2009)Hierarkisk koding av tegn i de ventrale og dorsale visuelle strømmene av kinesisk språkbehandling. Neuroimage 48:423–435.

Cohen L, Lehéricy S, Chochon F, Lemer C, Rivaud S, Dehaene S (2002) Språkspesifikk innstilling av visuelle cortex funksjonelle egenskaper til det visuelle ordformområdet. Hjerne 125:1054–1069.

Coltheart M, Rastle K, Perry C, Langdon R, Ziegler J (2001) DRC: adual route cascaded modell for visuell ordgjenkjenning og høytlesing. Psychol Rev 108:204–256.

For more information:1950477648nn@gamil.com