神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座

《神經(jīng)語言學(xué)概論》神經(jīng)語言學(xué)歷史神經(jīng)語言學(xué)方法神經(jīng)詞匯學(xué)神經(jīng)語用學(xué)神經(jīng)文字學(xué)語言障礙與康復(fù)語言習(xí)得與發(fā)展神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第1頁神經(jīng)語言學(xué)方法廣義：研究視角狹義：科學(xué)技術(shù)伎倆神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第2頁廣義方法神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第3頁BrainMap神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第4頁OneExample名動(dòng)兩重分離（doubledissociation）現(xiàn)象：大腦左半球下額葉區(qū)（leftinferiorfrontalregions）受損病人動(dòng)詞腦加工機(jī)制受損，表現(xiàn)出動(dòng)詞提取困難，而名詞提取保持相對(duì)完好；而前顳葉區(qū)（anteriortemporalregions）受損病人則是名詞腦加工機(jī)制受損，表現(xiàn)知名詞提取困難，而動(dòng)詞提取保持相對(duì)完好（Micelietal.,1984）。名詞和動(dòng)詞神經(jīng)語言學(xué)研究是針對(duì)腦損傷病人名詞和動(dòng)詞兩重分離現(xiàn)象展開。ElizabethBatesetal.（1991）開展過漢語名動(dòng)分離神經(jīng)語言學(xué)研究。神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第5頁狹義方法科技伎倆介紹在神經(jīng)語言學(xué)研究應(yīng)用神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第6頁科技伎倆綜覽靜態(tài)腦成像：CT（計(jì)算機(jī)斷層掃描）MRI（磁共振成像）動(dòng)態(tài)腦成像：PET（正電子發(fā)射斷層掃描）Opticalimaging（光成像）fMRI（功效性核磁共振成像）MEG（腦磁圖）TMS（經(jīng)顱磁刺激）ERP（事件相關(guān)電位）分子遺傳學(xué)技術(shù)——基因神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第7頁CT介紹CT（computedtomography），是電子計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描簡(jiǎn)稱，于20世紀(jì)70年代用于臨床，是一個(gè)功效齊全病情探測(cè)儀器。神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第8頁依據(jù)人體不一樣組織對(duì)X線吸收與透過率不一樣，應(yīng)用靈敏度極高儀器對(duì)人體進(jìn)行測(cè)量，然后將測(cè)量所獲取數(shù)據(jù)輸入電子計(jì)算機(jī)，電子計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，就可攝下人體被檢驗(yàn)部位斷面或立體圖像，發(fā)覺體內(nèi)任何部位細(xì)小病變。神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第9頁CT在神經(jīng)語言學(xué)中應(yīng)用失語癥語言學(xué)研究中用CT來判定腦內(nèi)病灶部位。JonathanD.Rohrer,WilliamD.Knight,JaneE.Warren,etal.Word-findingdifficulty:aclinicalanalysisoftheprogressiveaphasias.Brain,,131(Pt1):8-38神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第10頁MRI介紹MRI（MagneticResonanceImaging），即磁共振成像。MRI是一個(gè)影像學(xué)診療技術(shù)，于20世紀(jì)80年代應(yīng)用于臨床。MRI原理是，原子核位于磁場(chǎng)中時(shí)，其內(nèi)部質(zhì)子自旋產(chǎn)生磁矩作用，如用一與它運(yùn)動(dòng)頻率相同射頻脈沖來激發(fā)原子核，則原子核產(chǎn)生共振效應(yīng)，即為磁共振。神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第11頁臨床上，MRI圖像是經(jīng)過受檢人體內(nèi)氫原子核中質(zhì)子而得到。氫原子在人體內(nèi)分布廣，因正常器官和組織與病變組織間密度有差異，故顯示出不一樣圖像，臨床上可據(jù)其作出診療。MRI對(duì)大腦、脊柱、肝、胰等實(shí)質(zhì)性器官腫瘤有極高診療價(jià)值，能從不一樣角度成像，且沒有放射線危害。神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第12頁MRI在神經(jīng)語言學(xué)中應(yīng)用作為近期清楚成像（高分辨率）代表，MRI在言語障礙神經(jīng)語言學(xué)研究中主要用于腦解剖結(jié)構(gòu)分析，如失語癥患者病灶定位，阿爾茨海默氏癥、帕金森氏癥腦形態(tài)學(xué)判定等。神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第13頁P(yáng)ET介紹PET（PositronEmissionTomography），正電子發(fā)射斷層掃描。PET依據(jù)是一些放射性同位素標(biāo)識(shí)分子（如含18F脫氧葡萄糖FDG）能正常地參加腦細(xì)胞新陳代謝。這些同位素發(fā)射正電子，正電子不穩(wěn)定，易與負(fù)電子撞擊而湮滅，湮滅所生能量以兩束反向γ-射線方式釋放。測(cè)量這兩束γ-射線量，即可知該標(biāo)識(shí)同位素分子含量，從而作為該部位功效活動(dòng)是否增強(qiáng)標(biāo)識(shí)。以此來觀察腦內(nèi)動(dòng)態(tài)過程。神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第14頁神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第15頁P(yáng)ET在神經(jīng)語言學(xué)中應(yīng)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,,128:2453-2461.神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第16頁光成像介紹用腦功效近紅外反射光譜儀（Near-InfraredReflectanceSpectroscopy，NIRS）測(cè)量大腦皮質(zhì)局部氧合血紅蛋白(HbO2)和脫氧血紅蛋白(Hb)含量，以觀察腦內(nèi)動(dòng)態(tài)過程。其中，近紅外光譜介于可見光譜區(qū)與中紅外譜區(qū)之間，譜區(qū)范圍波長(zhǎng)為700~2500nm。神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第17頁神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第18頁光成像在神經(jīng)語言學(xué)中應(yīng)用Figure2.A,TypicalexampleofthemostcommonpatternofNIRSparameterchangeinthenormalsubjectsduringnamingtask.B,TypicalexampleofthemostfrequentpatternofNIRSparameterchangeintheaphasicpatientsduringthetask.KaoruSakatani,DMSc,YuxiaoXie,etal.Language-ActivatedCerebralBloodoxygenationandHemodynamicChangesoftheLeftPrefrontalCortexinPoststrokeAphasicPatients:ANear-InfraredSpectroscopyStudy.Stroke,1998,29(7):1299-1304.神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第19頁fMRI介紹fMRI（functionalMagneticResonanceImaging），功效性磁共振成像。磁場(chǎng)能使處于其中物質(zhì)磁化，后者形成附加磁場(chǎng)，對(duì)原磁場(chǎng)產(chǎn)生影響。有物質(zhì)形成附加磁場(chǎng)方向與外磁場(chǎng)方向相同，稱順磁質(zhì)，如脫氧血紅蛋白。有物質(zhì)形成附加磁場(chǎng)方向與外磁場(chǎng)方向相反，稱抗磁質(zhì)，如氧合血紅蛋白。fMRI依據(jù)是磁共振（MR）信號(hào)血氧水平依賴性（bloodoxygenation-leveldependent,BOLD）。腦活動(dòng)時(shí)代謝旺盛，局部腦血流增加、氧合血紅蛋白增加過剩，超出了代謝消耗氧需要，結(jié)果靜脈中氧合血紅蛋白百分比增加，脫氧血紅蛋白百分比降低。前者含有抗磁性，后者含有順磁性，其百分比改變會(huì)改變MR信號(hào)。fMRI測(cè)量主要就是靜脈中二者百分比改變產(chǎn)生MR信號(hào)改變。經(jīng)計(jì)算，可觀察腦內(nèi)動(dòng)態(tài)改變。神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第20頁神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第21頁fMRI在神經(jīng)語言學(xué)中應(yīng)用WalterJ.B.vanHeuven,HerbertSchriefers1,TonDijkstraandPeterHagoort.LanguageConflictintheBilingualBrain.CerebralCortex,AdvanceAccesspublishedApril18,.Figure3.Dutch-EnglishbilingualbrainactivationsshowinggreateractivationsforinterlingualhomographsthanforEnglishcontrolwordsin(A)ELDtask,and(B),theGLDtask.神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第22頁MEG介紹人腦在進(jìn)行認(rèn)知活動(dòng)時(shí)，其磁場(chǎng)改變是伴隨其電場(chǎng)改變同時(shí)產(chǎn)生，從電場(chǎng)改變中檢測(cè)出電信號(hào)是腦電，從磁場(chǎng)改變中檢測(cè)出磁信號(hào)是腦磁，統(tǒng)計(jì)腦磁信號(hào)稱為腦磁圖（magnetoencephalogram,MEG）。腦磁場(chǎng)是很微弱，數(shù)量級(jí)為10～1000fT（1fT=10-15T，是地球磁場(chǎng)10-8～10-9，即1億～10億分之一，只有用高靈敏度超導(dǎo)磁強(qiáng)計(jì)才能探測(cè)到。這項(xiàng)工作，首次由S.J.Williamson等人于1981年完成。神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第23頁神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第24頁MEG在神經(jīng)語言學(xué)中應(yīng)用LiinaPylkk?nen,RodolfoLlinás,andGregoryL.Murphy.TheRepresentationofPolysemy:MEGEvidence.JCognNeurosci.,,18(1):97-109.神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第25頁Figure2.Sampledataillustratingoneparticipant'sresponsetoallcriticaltrialsandsourcesolutionstimewindowbytime-window.Theleftcolumnshowsactivityinall148sensors.Componentspecificsourcesolutionswerecreatedforalltime-pointsindicatedbythecursor.Themiddlecolumnshowsthemagneticfieldmapsatthetimepointsofthecursorandthedipolelocalizationsoftheactivity.Therightcolumnshowsactivityovertimeinthemodeledsources.神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第26頁TMS（transcranialmagneticstimulation）介紹1990年前后，倫敦醫(yī)院一位醫(yī)生出于治療目標(biāo)，給病人頭上安放磁鐵刺激，誘發(fā)運(yùn)動(dòng)反射，觀察到病人大姆指抽搐不已。近年已用于臨床和以人為被試科學(xué)研究。其作用原理較簡(jiǎn)單。把一絕緣線圈放在特定部位頭皮上，當(dāng)線圈中有電流經(jīng)過時(shí)，就有磁場(chǎng)產(chǎn)生，發(fā)出短磁脈沖(briefmagneticpulses)，后者無衰減地透過頭皮和顱骨，進(jìn)入皮質(zhì)表層數(shù)厘米并產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而抑制或興奮神經(jīng)細(xì)胞活動(dòng)。研究發(fā)覺，不一樣頻率、不一樣強(qiáng)度等不一樣參數(shù)rTMS對(duì)皮質(zhì)有相反作用，有刺激提升大腦皮質(zhì)興奮性，有刺激抑制皮質(zhì)活動(dòng)。神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第27頁①治療。代替抗抑郁癥藥品，療效很好；改進(jìn)帕金森癥、多發(fā)性硬化、痙攣疼痛癥狀。②科學(xué)研究。主要利用其抑制作用，即暫時(shí)性地停頓該部位正常電流改變，以抵達(dá)對(duì)腦細(xì)胞進(jìn)行抑制作用。已見報(bào)道研究有語言、視覺、記憶、運(yùn)動(dòng)。比如，每10ms發(fā)一個(gè)脈沖，當(dāng)該部位起作用時(shí)刻抵達(dá)時(shí)，試驗(yàn)指標(biāo)發(fā)生改變，即可較準(zhǔn)確地定時(shí)。有配合腦功效成像（fMRI等）確定位置，再行刺激以提升定位精度。神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第28頁TMS在神經(jīng)語言學(xué)中應(yīng)用Figure1.Motorexcitabilityduringspeechperception.A)Datafromstimulationoftheleftprimarymotorfaceareainasinglesubjectwhenlisteningtospeech,listeningtonon-verbalsounds,viewingspeech,andviewingeyemovements.EMGrecordingsfromindividualtrialsaresuperimposedandthedottedlineindicatesthetimeofstimulation.Thehorizontalbarrepresents10msecandtheverticalbar0.5mV.JosephT.DevlinandKateE.Watkins.StimulatingLanguage:InsightsfromTMS.Brain,,130(Pt3):610-622.神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第29頁Fig.1.C)TherelationbetweenregionalcerebralbloodflowinBroca’sareaandthesizeoftheMEPevokedbysinglepulseTMSoverthemouthregionofprimarymotorcortex(leftpanel).Ontheright,anactivationmapshowingtheanatomicallocationofthesignificantpositiverelationshipillustratedinthegraph.神經(jīng)語言學(xué)的方法專家講座第30頁ERP介紹事件相關(guān)電位（ERP,event-relatedpotentials）定義：當(dāng)外加一個(gè)特定刺激，作用于感覺系統(tǒng)或腦某一部位，在給予刺激或撤消刺激時(shí)，