语言功能偏侧化的脑网络研究

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1、2018届研究生博士学位论文分类号：学校代码：10269密级：学号：52153200022EastChinaNormalUniversity博士学位论文DOCTORALDISSERTATION论文题目：语言功能偏侧化的脑网络研究院系：心理与认知科学学院专业：认知神经科学研究方向：语言与发展指导教师：蔡清教授学位申请人：王帅2018年9月Dissertationfordoctoraldegreein2018StudentID:52153200022Universitycode:10269EastChinaNormalUniversityTitle:

2、BrainNetworksofLanguageLateralizationDepartment:SchoolofPsychologyandCognitiveScienceMajor:CognitiveNeuroscienceResearchdirection:LanguageandLanguageDevelopmentSupervisor:ProfessorCaiQingCandidate:WangShuaiSeptember,2018博士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称单位备注朱祖德教授江苏师范大学主席邓赐平教授华东师范大学库逸轩教授华东师范

3、大学李建奇高级工程师华东师范大学王征研究员中国科学院神经所华东师范大学博士学位论文内容摘要过去对于人类语言能力的神经生理基础的研究普遍发现：对大多数个体来说，左半脑是语言能力的优势半球。这一现象也被称为语言的左偏侧化。在当前主流的神经语言学模型中，语言系统的基本架构主要是基于语言的各项子功能（语言产生、理解和阅读能力等）所涉及的左半脑各脑区之间的联系。值得注意的是，在更广泛的人类群体层面，语言能力的功能偏侧并非是单一的，而是呈现出从左偏侧到右偏侧的连续分布。因此，本论文首先从语言子功能偏侧化的个体差异的角度出发，考察了“语言子功能的偏侧化与大脑语

4、言系统的架构有怎样的关系”这一问题；因为语言系统是全脑架构中的一部分，本论文继续深入研究了“语言子功能的偏侧化发生变化时，是否存在全脑架构的相应变化”这一问题。另一方面，从大脑功能与结构之间关系的角度，本论文探究了“普遍存在的语言左偏侧化在脑机制上是否对应着系统架构层面的优势”这一问题。论文的第一部分通过任务态功能磁共振和静息态功能连接的脑网络分析方法，分别考察了语言的三个重要子功能，即言语产生（研究一）、言语感知和单词阅读（研究二）的偏侧化与功能连接脑网络之间的关系。研究一发现，言语产生左偏侧化与右偏侧化个体在功能网络上的差异主要存在于语言系统

5、层面，同时右偏侧化程度与更大尺度的功能网络的拓扑属性存在关联；研究二发现，言语感知和单词阅读这两个子功能的偏侧化之间并无显著的关联，但两者的右偏侧化均对应了更大尺度的功能网络特征变化，同时两者共右侧化的个体表现出一定的语言能力优势。论文的第二部分使用功能网络的生成模型方法和基于弥散张量成像的结构连接脑网络分析方法，探究上述的“语言左偏侧化是否对应系统架构层面的优势”这一科学问题。这一部分着重对言语产生的功能偏侧化与功能网络连接规则（研究三）及结构网络（研究四）之间的关系进行了研究。研究三发现，语言左偏侧化（言语产生）与功能连接的空间距离（由生成模

6、型下的连接规则所指I华东师范大学博士学位论文征）之间存在关联，研究四进一步发现了与言语产生功能左偏侧化有关的结构连接回路。综合以上两部分的研究，本论文的研究结果说明：当语言子功能的偏侧化方向或程度发生改变时，功能连接脑网络所反映的语言系统架构会存在相应改变，值得注意的是，只有（非典型的）右偏侧化与全脑架构的改变有关；普遍存在的语言左侧化优势与脑网络的空间结构特征有关，且同时表现在功能网络生成模型和结构连接两个方面。关键词：语言偏侧化，语言系统、言语产生、静息态功能连接、结构连接、脑网络、图论II华东师范大学博士学位论文AbstractStudie

7、sontheneurophysiologicalbasisofhumanlanguageabilityhaveconsistentlyfoundthat,formostindividuals,theleftceberalhemisphereisthedominanthemisphereforlanguageability,thatis,leftwardlanguagelateralization.Amongcurrentmainstreamneurolinguisticmodels,thefundamentalarchitectureofthel

8、anguagesystemismainlybasedonlinksbetweenlefthemispherebrainareasinvo