NB│复旦大学冯建峰/曹淼等综述：汉语阅读的脑连接组学研究

汉语阅读的脑连接组学研究

The Brain Connectome for Chinese Reading

郭婉婉^1,2 • 耿书捷^1,2• 曹淼^1,2* • 冯建峰^1,2*

¹复旦大学类脑智能科学与技术研究院，上海200433，中国

²复旦大学类脑智能和计算神经科学教育部重点实验室，上海200433，中国

第一作者：郭婉婉

通讯作者：曹淼、冯建峰

文字是记录语言的符号体系，而阅读文字是受过教育的人获取信息的重要技能和手段。汉语作为一种象形语言，与英语等字母语言在有着根本的区别：字母语言主要由一个或多个可编码音素的字母组成，而汉语的基本单元是由笔画和偏旁组成的字素，没有或较少有发音线索。以往的神经影像学研究主要集中在字母语言方面，汉语阅读的研究仍在发展中。探索汉语阅读的认知神经机制有助于为语言机制的普遍性和特异性提供证据。本篇综述从脑连接组学的角度系统总结了前人在功能区定位、连接刻画及网络属性等方面对汉语阅读的研究，并提出了未来工作中需要探讨的具有挑战性的问题。

对脑连接组/脑网络的核心元素，节点，进行定义的有效方法之一是基于任务态脑影像研究确定相应功能脑区。近二十年来，众多研究对汉语阅读的不同认知加工过程进行了功能定位，包括正字法加工、语音加工、语义加工和句法加工等（图1）。汉语阅读的正字法加工主要在左侧腹侧枕颞皮层，并特异性地激活了一些右半脑区域，比如枕中回、腹侧枕颞皮层和额中回等区域。语音加工激活了左侧缘上回、颞上回、额下回的背侧和额中回等区域，其中左侧额中回具有汉语特异性。与英文阅读基本一致，汉语阅读的语义加工主要激活了左侧额下回的腹侧、左侧角回和左侧额中回等区域。虽然个别功能磁共振研究发现左侧颞中回、左侧颞前叶、左侧额下回的背侧和左侧额中回参与了汉语阅读的句法加工，且句法与语义加工是互相独立，但是该结论仍存在争议。

图1 汉语阅读脑网络的节点示意图。MOG:枕中回；vOT:腹侧枕颞皮层；AG:角回；SMG：缘上回；IPL:顶下小叶；SPL:顶上小叶；STG:颞上回；MTG:颞中回；ATL：颞叶前部；dIFG:背侧额下回；vIFG:腹侧额下回；MFG:额中回。

对网络中连接的研究主要包括结构连接和功能连接。基于扩散张量成像数据，研究发现左侧弓状束、左侧额枕下束和左侧下纵束连接阅读相关的区域分别构成了汉语阅读的背侧通路和腹侧通路（图2）。此外，右侧下纵束连接了枕叶和颞叶，特异性地参与了汉语阅读的视觉记忆加工。结构连接的左偏侧性为功能连接的偏侧化提供了基础。汉语阅读的功能连接主要由背侧通路（左侧顶上小叶-左侧额中回）和腹侧通路（左侧梭状回-左侧额中回）构成，其中左侧额中回起到了核心脑区作用（图3）。

图2 汉语阅读的脑结构连接示意图。arcuate fasciculus (AF):弓状束；inferior longitudinal fasciculus (ILF):下纵束；inferior fronto-occipital fasciculus (IFOF):额-枕下束；corpus callosum (CC):胼胝体。

图3 汉语阅读的脑功能连接示意图。vOT：腹侧枕颞皮层；TPC:颞顶皮层；STG:颞上回；IFG:额下回；MFG:额中回。

对汉语阅读脑网络拓扑属性的研究仍较少。有发育研究发现，汉语单词阅读过程中，成人更依赖视觉正字法加工，而儿童更多地依赖视觉语音加工。在文本阅读的研究中也发现了随发育有类似从语音相关网络到语义和视觉相关网络的变化。在针对汉语阅读障碍的研究中，患儿的脑结构网络相比健康儿童左侧半脑的节点属性降低，而右侧半脑节点属性增强。

近年来，从脑连接组学角度探索不同语言的脑加工机制越来越受重视。然而，关于汉语阅读的研究才刚刚起步，很多重要的科学问题尚待解决，包括：如何全面揭示阅读相关的区域与语言成分之间的对应关系以及脑区之间的连接模式；如何详细刻画语言网络的发育变化过程及其与基因和环境的关系；如何系统描述语言结构网络和功能网络之间的相互作用等。

关键词：脑连接组；汉语阅读；功能定位；结构连接；功能连接

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https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-022-00864-3