为什么我们能在脑海中进行言语思考或者哼唱?顶刊导读74期

顶刊导读目录

1,年龄相关性听力损失对大脑和认知功能的影响

2,通过tACS选择性增强低频gamma活动可改善阅读障碍的音素处理和阅读准确性

3,鸡尾酒会上的神经语音恢复:听觉皮层恢复被注意者和被忽略者的掩盖言语

4,节奏的心理操作:运动到感觉的转换介导了唱歌想象

5,语言对视觉感知的影响

1,年龄相关性听力损失对大脑和认知功能的影响

期刊:Trends in Neuroscience

作者:Freya

三类主要的年龄相关性听力损失(ARHL)类型,主要表现在外周听觉系统的不同生理特征上

年龄相关性听力损失(Age-Related Hearing Loss,ARHL)是老年人的常见问题,会导致沟通困难、孤立和认知能力下降,且近期研究认为听力损失被认为是痴呆症最易改变的危险因素。在有挑战性的情况下倾听,或者听觉系统受损,都会使大脑皮层资源紧张,这可能会改变大脑对认知要求更高的情况的反应。

本文回顾了ARHL对言语感知涉及的大脑区域的影响,主要包括从听觉皮层通过注意网络到运动系统。此外本文还探讨了当前关于听力损失、神经重组和认知障碍之间可能的因果关系的各方观点。通过这一综述,我们旨在激发创新研究和新的干预措施,以减轻听力损失和认知能力下降。

https://doi.org/10.1016/j.tins.2020.07.005

2,通过tACS选择性增强低频gamma活动可改善阅读障碍的音素处理和阅读准确性

期刊:Plos Biology

作者:Aleah-jing

头皮电极上声音诱发的响应,tACS诱发的场电位重建以及阅读障碍和正常群体30Hz活动的基线差异

阅读障碍的语音缺陷与左侧听皮层的低频gamma振荡功能的改变有关,但振荡功能与音素处理之间的因果关系尚未建立。

在通过脑电图(EEG)确认阅读障碍患者的30 Hz活动存在缺陷后,我们施加了20分钟的经颅交流电刺激(tACS)来暂时恢复患有阅读障碍的成年人的30 Hz活动。tACS显著地改善了干预后立即测量的语音处理和阅读准确性。这种效应只在对阅读障碍组30 Hz刺激下产生。我们还观察到对左侧听觉皮层的局灶性干预还降低了右侧颞上皮层的30 Hz活动,从而恢复了振荡反应的左侧优势。

这些发现建立了神经振荡在语音处理中的因果作用,并为低频gamma异常的潜在校正和减轻阅读障碍的语音缺陷提供了坚实的神经生理基础。

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000833

3,鸡尾酒会上的神经语音恢复:听觉皮层恢复被注意者和被忽略者的掩盖言语

期刊:Plos Biology

作者:Aleah-jing

MEG对干净语音的反应

人类在多个说话者的混杂声源中聆听其中一个说话者的能力非常突出。即使没有双耳线索,也很容易将两个说话者区分开来,但是这种能力所基于的神经机制尚不清楚。一种可能性是,早期的皮层处理对混叠的声音进行了时频分解,从而允许通过最佳加权重组来重构被注意的语音,重组减弱了来源严重重叠的时频部分。

通过使用脑磁图(MEG)记录人类被试对双讲话者混合声的反应,我们显示了对上述情况另一种可能解释的证据,即对于强烈时频重叠的区域,也会发生早期的主动分离。在两位讲话者上都可以看到对非重叠时频特征的早期响应(约70毫秒)。当相互竞争的讲话者的时频特征相互掩盖时,单个表征会持续存在,但是会以大约20毫秒的延迟发生。这表明听觉皮层可以恢复混合声中掩盖的声学特征,即使它们出现在被忽略的语音中也是如此。

对噪声这样稳健的皮层表征的存在,以及被注意和被忽略的语音特征的存在,提示了一个主动的皮层通路分离过程,这可以解释被忽略的背景语音的一系列行为效应。

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000883

4,节奏的心理操作:运动到感觉的转换介导了唱歌想象

期刊:Plos Biology

作者:Aleah-jing

唱歌想象的节律一致性和假设的神经相位编码

是什么能使我们在脑海中进行言语思考或者哼唱等内心活动?我们假设运动和感觉系统之间的交互作用能够诱发语音和旋律的心理表征,而这种运动到感觉的转换是我们能够进行言语思考和暗自哼唱的神经基础。类似于听觉刺激的神经同步,在被试想象有节奏地歌唱著名歌曲的歌词的同时,采用脑磁图(MEG)记录他们的神经电磁信号。

我们发现,当被试在不同的试次中想象以相同的持续时间唱同一首歌曲时,delta频带(1-3Hz,和歌曲的节奏类似)表现出更强的试次之间的相位一致性。这种神经相位追踪唱歌想象的证据能够在额顶颞网络中观察到。我们假设这个额顶颞网络就是运动到感觉转换的通路,其中包括额下回(IFG)、脑岛(INS)、运动前区、顶内沟(IPS)、颞顶联合区(TPJ)、初级听觉皮层(Heschl’s gyrus [HG])以及颞上回(STG)和颞上沟(STS)。

这些结果表明神经反应可以和心理活动的节律同步。此外,听觉皮层的θ频带(4–8 Hz)具有相位一致性。在右侧感觉运动系统中观察到mu(9–12 Hz)和beta(17–20 Hz)频段,这与歌唱情境一致。Gamma 频带广泛地出现在观察到的网络中。运动到感官转换网络中的相位一致性和特定频率的激活介导了感知表征的内部结构,并形成了用于心理操作的神经计算的基础。

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000504

5,语言对视觉感知的影响

期刊:Trends in Cognitive Science

作者:Freya

语言对视觉感知影响的研究中使用的刺激示例

语言会改变我们的感知吗?说不同的语言会使我们对事物的看法不同吗?本文回顾了语言对知觉影响的行为学和电生理学证据,重点关注视觉模态。语言对知觉的影响既可以在高层次的认知过程中观察到,也可以在较低层次的过程(如辨别和检测)中观察到。

一个一致的发现是,语言使我们以更明确的方式获得感知。本文讨论了语言对感知的影响是如何自然地从感知的互动性和预测性中产生的。

https://doi.org/10.1016/j.tics.2020.08.005

校审:Freya(brainnews编辑部)

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