左颞平面(theta-burst刺激)调控思维漫游倾向的神经机制:一项预注册研究

【字体: 时间:2025年07月27日 来源:Cortex 3.3

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  为解决左半球(LH)损伤患者听觉时间窗处理缺陷与语言障碍的神经机制问题,研究人员通过支持向量回归病灶-症状映射(SVR-LSM)技术,发现左颞平面(PT)损伤特异性影响25ms快速频率调制(FM)扫频判断,并导致音素识别和假词重复障碍。该研究为听觉-语言转换的左侧化机制提供了关键病灶证据,发表于《Cortex》。

  

语言是人类独有的复杂认知功能,其神经机制的核心谜题在于:为什么绝大多数人的语言功能会左侧化于大脑左半球?尽管初级听觉处理是双侧进行的,但高级语言加工却高度依赖左半球颞叶区域。这一现象被"时间不对称采样"(Asymmetric Sampling in Time)假说解释为左半球对快速时间变化信息(如25ms内的语音形式过渡)具有处理优势,但缺乏直接的病灶证据支持。

为解决这一科学问题,乔治城大学医学中心(Georgetown University Medical Center)的研究团队开展了一项创新性研究。他们招募了50名左半球脑卒中患者和61名健康对照,通过精确设计的频率调制(FM)扫频任务(25ms vs 250ms时间窗)、音素识别任务(/ba/-/da/连续体)和假词重复任务,结合支持向量回归病灶-症状映射(SVR-LSM)技术,首次揭示了左颞平面(planum temporale, PT)在快速听觉处理和语言转换中的关键作用。

研究采用多项关键技术:1) 精确控制时间窗的FM扫频听觉范式(25ms/250ms);2) 音素分类的S形曲线拟合方法;3) 基于ANTs软件的病灶标准化处理流程;4) 严格控制听力阈值和病灶体积的协变量分析;5) 采用连续族系错误率(CFWER)校正的多重比较方法。

快速听觉处理
通过FM扫频任务发现,脑卒中组在25ms短扫频判断中显著差于对照组(t=2.44,p=0.016),而250ms长扫频无组间差异。SVR-LSM分析显示,左PT损伤(MNI坐标x=-40,y=-36,z=18)特异性预测短扫频判断缺陷,控制长扫频表现后仍显著。

音素处理
将患者按PT损伤分为亚组后,PT损伤+组在端点音素判断(均值0.13 vs 0.63)和分类斜率(-0.05 vs -1.15)上均显著差于PT损伤-组(p<0.001)。ANCOVA分析证实这些差异与病灶体积和听力无关。

假词重复
PT损伤+组的假词重复准确率(0.43)显著低于PT损伤-组(0.71,p<0.001),且假词比真词重复受损更严重(交互作用p=0.036),表明PT损伤特异性影响依赖纯语音感知的作业。

病灶-行为映射
后续分析发现,短扫频判断、音素识别和假词重复的损伤共享左PT区域,而假词重复还涉及顶叶岛盖部,与听觉-运动转换通路一致。

这项研究为语言左侧化的神经机制提供了重要证据:左PT作为"计算枢纽",在25ms时间窗内分解听觉信号的频谱时空特征,其损伤会导致快速听觉判断和语音序列分析的连锁缺陷。这一发现支持Griffiths的"计算枢纽"理论,即PT通过类似独立成分分析的机制,将混合的听觉信息分解为可用于语言识别的特征。研究还提示,左PT可能对应Hickok双流模型中的Spt区,其损伤会导致传导性失语特征性的重复障碍。

该研究的临床意义在于:1) 为脑卒中后语言障碍提供了新的诊断标记;2) 提示针对快速听觉处理的康复可能改善语音感知;3) 为开发更精准的神经调控靶点(如经颅磁刺激定位)奠定基础。未来需在更大样本中验证这些发现,并探索右半球对应区域的功能代偿潜力。

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