Gradiente funzionale della corteccia fusiforme per il riconoscimento dei caratteri cinesi, parte 3

Risultati dell'RSA

Le rappresentazioni semantiche sono state esplorate solo per il riconoscimento di RW, risultando in due cluster, il FG centrale sinistro e quello anteriore, entrambi vicini al solco occipitotemporale laterale (Fig. 3A).

Il solco occipitotemporale laterale è una parte importante del cervello umano. Si trova sul lato del lobo temporale e ha un rapporto inscindibile con la memoria umana. Il lobo temporale è una delle aree principali del cervello umano che elabora il linguaggio, la cognizione, l'udito, la memoria e altre funzioni, e il solco occipitotemporale laterale è la parte più importante di quest'area.

Gli studi hanno scoperto che la dimensione del solco occipitotemporale laterale è strettamente correlata alla memoria delle persone. Più grande è il solco temporale occipitale, migliore è la memoria della persona. Allo stesso tempo, il solco occipitotemporale laterale è anche strettamente correlato alla capacità di apprendimento e alle capacità di elaborazione delle informazioni delle persone.

La dimensione del solco occipitotemporale laterale è in gran parte determinata geneticamente, ma anche lo stile di vita e l’ambiente di una persona possono influenzare lo sviluppo del solco occipitotemporale laterale. Mantenere buone abitudini di vita e una dieta sana, mantenere una buona mentalità ed eseguire esercizi mentali appropriati sono benefici per lo sviluppo del solco temporale occipitale.

Inoltre, la memoria umana può essere migliorata attraverso l’esercizio e l’allenamento continui. Ad esempio, possiamo migliorare la nostra capacità di memoria attraverso la lettura continua, la memorizzazione, il pensiero, ecc., favorendo così lo sviluppo del solco occipitotemporale laterale.

In breve, il solco occipitotemporale laterale è strettamente correlato alla memoria umana. Per mantenere la nostra memoria, dobbiamo prestare attenzione alle nostre abitudini di vita e all'ambiente e promuovere lo sviluppo del solco occipitotemporale laterale attraverso un allenamento continuo per rendere il nostro cervello più sano, più flessibile e più flessibile. saggezza. Si può vedere che abbiamo bisogno di migliorare la memoria, e la Cistanche deserticola può migliorare significativamente la memoria perché la Cistanche deserticola è un materiale medicinale tradizionale cinese che ha molti effetti unici, uno dei quali è quello di migliorare la memoria. L'efficacia della carne macinata deriva dai vari principi attivi che contiene, tra cui acidi, polisaccaridi, flavonoidi, ecc. Questi ingredienti possono favorire la salute del cervello in vari modi.

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La rappresentazione del logo-grafema è coinvolta nell'elaborazione cognitiva dell'ortografia, dei radicali e delle caratteristiche visive composite, che sono state esplorate per il riconoscimento di FW, PW e RW.

Il riconoscimento dei FW non includeva l'ortografia legale e le rappresentazioni logo-grafema dei FW sono state trovate nel giro occipitale medio bilaterale (Fig. 3B). Oltre al giro occipitale medio e inferiore bilaterale, le rappresentazioni logo-grafema dei PW sono state trovate anche nella parte sinistra FG centrale (Fig. 3B), che può servire come ortografia astratta a causa della mancanza di PW semantiche.

Le rappresentazioni logo-grafema delle RW sono state osservate nel giro occipitale medio bilaterale, nel giro occipitale inferiore sinistro, nel FG centrale bilaterale e nel FG anteriore sinistro (Fig. 3B). In particolare, la FG centrale sinistra e quella anteriore erano entrambe coinvolte nelle rappresentazioni ortografiche delle RW, ma solo la FG centrale sinistra partecipava a quelle delle PW, suggerendo che le parti centrale e anteriore della FG sinistra hanno ruoli funzionali diversi.

L'ortografia astratta indotta dalla FG centrale sinistra e la FG anteriore sinistra erano correlate all'ortografia lessicale. Per maggiori dettagli, consultare la Tabella 3.

In particolare, durante il riconoscimento delle RW, il logo-grafema e le rappresentazioni semantiche sono state osservate sia nella FG media sinistra che in quella anteriore e insieme al solco lateroccipitotemporale.

I cluster sottostanti il ​​logo-grafema e le rappresentazioni semantiche sono spazialmente vicini tra loro rispettivamente nella FG centrale sinistra e anteriore. Per esplorare le relazioni tra il logo-grafema e le rappresentazioni semantiche tra la FG centrale sinistra e anteriore, l'analisi di correlazione di Spearman è stata condotta tra i soggetti (Fig. 4B) .

È stata trovata una correlazione marginalmente significativa tra le rappresentazioni semantiche nelle regioni fusiforme centrale sinistra e fusiforme anteriore sinistra (r {{0}}.26, p=0.067). Le rappresentazioni del logo-grafema nella FG centrale destra erano significativamente correlate con le rappresentazioni del logo-grafema nella FG centrale sinistra (r=0.485, p, 0,001) e nella FG anteriore (r=0.325, p { {12}}.020).

Le rappresentazioni del logo-grafema della FG anteriore sinistra erano significativamente correlate con le rappresentazioni semantiche della FG centrale sinistra (r=0.284, p=0.044). Nessuna correlazione significativa tra le rappresentazioni del logo-grafema nella Sono stati rilevati FG centrale sinistro e FG anteriore sinistro.

In particolare, come mostrato nella Figura 4A, i cluster sottostanti il ​​logo-grafema e le rappresentazioni semantiche nella FG anteriore sinistra e i cluster nella FG centrale sinistra erano vicini o accanto alla parte anteriore e posteriore delle aree di effetto della forma delle parole che sono state scoperte durante l'analisi di attivazione. Tuttavia, per le aree di effetto lessicale, non è stata trovata alcuna sovrapposizione all'interno delle aree del logo-grafema e delle rappresentazioni semantiche dei RW.

Risultati della convalida

Come mostrato nelle cifre dei dati estesi 2-1, 3-1, 4-1 e nelle tabelle dei dati estesi 1-1, 2-1, 3-1, sia i risultati di attivazione che quelli RSA basati sui dati dopo l'esclusione sono coerenti con i risultati basati su tutti i dati, indicando che le prestazioni comportamentali potrebbero avere scarso effetto sulla risposta cerebrale dei partecipanti.

Discussione

Nel presente studio, abbiamo mirato a indagare il gradiente funzionale all'interno della FG corrispondente a diversi livelli di struttura ortografica in un compito decisionale lessicale visivo per riconoscere quattro tipi di stimoli simili ai caratteri.

Diversamente dall'analisi univariata che identifica la risposta cerebrale allo stimolo sperimentale adattando linearmente la risposta comportamentale con le attività emodinamiche dei voxel cerebrali, l'RSA caratterizza la corrispondenza tra modelli di attività cerebrale e misurazioni teoriche/comportamentali (ad esempio, neurali e comportamentali).

Pertanto, sebbene entrambi questi due metodi possano caratterizzare le attività cerebrali, l'RSA può rilevare informazioni sui modelli a grana più fine rispetto all'analisi univariata. I nostri risultati basati sull'attivazione e RSA hanno rivelato che esisteva un gradiente da posteriore ad anteriore per l'elaborazione ortografica di stimoli simili ai caratteri all'interno della FG sinistra.

Inoltre, sono state rilevate tre regioni funzionalmente segregate all'interno della FG sinistra, una regione posteriore, una centrale e una anteriore, mentre è stato osservato un modello non simile nella FG destra. Questi risultati hanno rivelato le basi neurali per la preelaborazione della struttura gerarchica dell'ortografia cinese, cioè proprietà visive generali, ortografia radicale, ortografia e ortografia lessicale.

Gradienti funzionali di selettività dei caratteri all'interno del FG sinistro

Sebbene ricerche precedenti abbiano rivelato il coinvolgimento della FG sinistra nel riconoscimento visivo delle parole (Cohen et al., 2002; Bruno et al., 2008; Glezer et al., 2009, 2015; Baeck et al.,2015; Lochy et al., 2018 ), i livelli di struttura ortografica per il coinvolgimento del FG sinistro non sono stati chiariti (Kuo et al., 2004; Liu et al., 2008; Price e Devlin, 2011).

I nostri risultati hanno mostrato che la corteccia occipitotemporale sinistra risponde preferenzialmente a caratteri ortograficamente legali (cioè RW e PW), che erano coerenti con i risultati precedenti (Price et al., 1996; Cohenet al., 2002; Ben-Shachar et al., 2007; Vinckier et al.,2007; Chan et al., 2009; Tian et al., 2020; Liu et al., 2021). Inoltre, sulla base della differenza minima nella legalità ortografica tra PW e FW, abbiamo riscontrato un effetto sulla forma delle parole in il FG centrale sinistro, che indica la selettività verso la legalità ortografica, cioè la posizione radicale per l'identificazione delle caratteristiche (Wu et al., 2012).

Inoltre, è stato osservato un effetto lessicale nella parte anteriore della FG sinistra basato sulla differenza minima nell'ortografia lessicale tra RW e PW, il che indica che la parte anteriore della FG sinistra può integrare informazioni fonologiche o semantiche da aree corticali di livello superiore come la sinistra. giro angolare, giro sopramarginale sinistro e giro frontale inferiore sinistro, possibilmente attraverso il fascicolo arcuato (Price et al., 2003; Liu et al., 2021).

Inoltre, abbiamo osservato che i PW hanno suscitato più attivazioni nel FG centrale sinistro, il che era coerente con i risultati precedenti (Fiez et al., 1999; Xu et al., 2001). Nel frattempo, i FW hanno indotto una maggiore attivazione nella parte posteriore del FG sinistro, mentre le SC hanno suscitato una maggiore attivazione nel giro occipitale medio sinistro.

Questi risultati supportano l’ipotesi dell’errore di previsione, il che significa che quando l’astimolo è riconosciuto come potenzialmente significativo ma non è previsto in modo efficiente dalla sua forma visiva della parola, può suscitare un aumento dell’attività cerebrale (Price e Devlin, 2011; J Zhao et al., 2019; Gagl et al. , 2020).

In linea con i risultati precedenti nelle lingue alfabetiche, i vari modelli di attivazione hanno anche rivelato la corrispondente relazione tra gradiente funzionale della FG sinistra e somiglianza con le RW, indicando la sintonizzazione con le regolarità ortografiche della lingua del lettore nel corso dell'apprendimento della lettura (Vinckier et al., 2007 ).

Segregazione funzionale delle sottoregioni nella FG sinistra

Per esaminare ulteriormente i ruoli funzionali delle sottoregioni della FG sinistra, abbiamo studiato le rappresentazioni logografiche di RW, PW e FW utilizzando i metodi RSAmetodi. Abbiamo osservato che le rappresentazioni logo-grafema dei RW sono state rilevate nella parte centrale e anteriore del FG sinistro, mentre le rappresentazioni logo-grafema dei PW erano solo nel FG centrale sinistro, il che potrebbe essere dovuto alla differenza tra l'elaborazione cognitiva dei RW e dei PW. . Questi risultati indicavano che la FG centrale sinistra stava elaborando l'ortografia della forma delle parole, mentre la parte anteriore della FG sinistra era coinvolta nell'elaborazione ortografica lessicale.

In particolare, in linea con i risultati precedenti, abbiamo scoperto che le rappresentazioni semantiche nella FG anteriore sinistra e le rappresentazioni logografiche e mere nella FG centrale sinistra erano ben allineate con la parte anteriore e posteriore delle aree selettive della forma delle parole, rispettivamente, indicando le suddivisioni funzionali della FG sinistra ( Lerma-Usabiaga et al., 2018; White et al., 2019).

Inoltre, le rappresentazioni logo-grafema dei FW sono state rilevate nella regione posteriore del FG sinistro. Pertanto, nonostante le caratteristiche linguistiche altamente discriminate tra cinese e inglese (Mo et al., 2015), esistono gradienti funzionali simili della FG sinistra sia per l'elaborazione del linguaggio cinese che alfabetico, il che indica una scala di stimoli basata sui radicali nei caratteri cinesi, come lo stimolo basato sulle lettere scala nelle lingue alfabetiche (Vinckier et al., 2007; Lochy et al.,2018).

Per identificare il gradiente dell'ortografia astratta tolessicale dalla parte centrale alla parte anteriore della FG sinistra, abbiamo anche calcolato le correlazioni tra le rappresentazioni cerebrali delle RW. Non è stata trovata alcuna correlazione significativa per le rappresentazioni del logo-grafema tra le parti centrale e anteriore della FG, il che può implicare che ci siano due diversi tipi di elaborazione ortografica rappresentati nelle parti centrale e anteriore della FG sinistra.

Nel frattempo, è stata osservata una correlazione significativa tra le rappresentazioni logo-grafema della parte anteriore della FG sinistra e le rappresentazioni semantiche della parte centrale della FG sinistra, il che implicava che la regione anteriore della FG sinistra potesse integrare informazioni semantiche dalla FG centrale sinistra attraverso modulazione top-down per elaborare l'ortografia.

Studi precedenti hanno rivelato l'esistenza di una modulazione top-down da regioni di alto livello come il giro frontale inferiore sinistro e il giro temporale medio e superiore sinistro fino al FG medio sinistro (LB Zhaoet al., 2017; Lerma-Usabiaga et al., 2018; Wang et al., 2018; Liu et al., 2021).

In generale, entrambi i risultati dell'analisi di attivazione univariata e dell'analisi RSA hanno confermato gradienti funzionali nella FG sinistra ma non nella FG destra durante il riconoscimento delle parole cinesi (Fig. 2, 3). Inoltre, l'analisi RSA ha fornito risultati più dettagliati scomponendo i componenti cognitivi in ​​termini di voxel (logografema e semantica) di ciascuna condizione del compito.

Le rappresentazioni logo-grafema e le rappresentazioni semantiche delle RW nella FG centrale sinistra sono state incluse nell'area dell'effetto della forma della parola (Fig. 4A), che implicava più di un processo cognitivo all'interno di un singolo gradiente funzionale che supportava collettivamente la sua funzione linguistica. Potenziali associazioni tra rappresentazioni semantiche nella FG centrale sinistra e anteriore (Fig. 4B) hanno mostrato possibili interazioni di componenti cognitive tra diversi gradienti funzionali. Gli studi futuri dovrebbero concentrarsi su come sono organizzati i gradienti funzionali nella FG sinistra indagando le complesse interazioni delle componenti cognitive all'interno e tra i gradienti.

Organizzazione funzionale della selettività dei caratteri nella FG destra

A causa della forma quadrata dei caratteri cinesi, prove sostanziali hanno dimostrato che la FG destra è specificamente coinvolta nel riconoscimento dei caratteri cinesi per elaborare informazioni spaziali come le posizioni dei diversi tratti e radicali che compongono il carattere (Tan et al.,2000, 2001, 2005 ; Bolger et al., 2005; Guo e Burgund, 2010).

Abbiamo anche scoperto che non solo i personaggi reali, ma anche gli pseudo-personaggi e i falsi personaggi provocavano tutti l'attivazione del FG destro. Tuttavia, non abbiamo trovato un'organizzazione gerarchica funzionale dell'ortografia cinese nella FG destra, che era in linea con i risultati precedenti (Vinckieret al., 2007; Chan et al., 2009; Kronschnabel et al., 2013; Olulade et al., 2013; LB Zhao et al., 2017; Tian et al.,2020).

Dato che il giusto FG è stato proposto per elaborare la configurazione radicale o le informazioni visuo-spaziali (Peyrinet al., 2006; Deng et al., 2011; Woodhead et al., 2011), stimoli simili a caratteri comprendenti tratti o radicali raggruppati in una forma quadrata possono suscitare modelli di attivazione simili nella FG destra. Inoltre, è stato indicato che la FG sinistra memorizza le informazioni in termini di parti e le loro relazioni con gli oggetti visivi, mentre la FG destra memorizza informazioni olistiche sugli oggetti visivi (Dien, 2009).

Inoltre, per la FG destra non è stato trovato alcun gradiente funzionale delle rappresentazioni eme del logografo per stimoli simili a caratteri e rappresentazione norsemantica, il che potrebbe indicare che la FG destra era coinvolta solo nell'elaborazione visuo-spaziale piuttosto che nell'elaborazione lessicale durante il riconoscimento dei caratteri cinesi. In particolare, abbiamo trovato correlazioni significative tra la rappresentazione logo-grafema delle RW nella FG centrale destra e quella delle RW nella FG centrale e anteriore sinistra.

Diversi studi sulle lesioni hanno proposto che lo splenio del corpo calloso colleghi il FG sinistro al suo omologo destro, integrando così le informazioni visive proiettate su aree visive bilaterali (Binder e Mohr, 1992; Molko et al., 2002; Shan et al., 2010). . I nostri risultati suggeriscono che le rappresentazioni ortografiche dei caratteri cinesi possono integrare informazioni visuo-spaziali dalla FG centrale destra e informazioni ortografiche dalla FG sinistra.

Dovrebbero essere affrontati due limiti di questo studio. In primo luogo, anche se abbiamo ipotizzato che la regione anteriore della FG sinistra possa ricevere una modulazione dall'alto verso il basso da regioni cerebrali di livello superiore come il giro frontale inferiore sinistro e il giro temporale superiore e medio sinistro, il presente studio non ha potuto fornire prova diretta di questa implicazione a causa delle limitazioni della risoluzione temporale della fMRI.

Per testare questa ipotesi dovrebbero essere condotti studi futuri che utilizzino altri metodi di imaging. Inoltre, un recente studio di registrazioni intracraniche ha suggerito che il gradiente funzionale all'interno dell'FG sinistro può rappresentare vari gradi di influenza dall'alto verso il basso dall'FG centrale sinistro alla corteccia visiva primaria (Woolnough et al., 2021), il che sottolinea ulteriormente l'importanza della modalità multipla studi in futuro.

In secondo luogo, i nostri dati non possono determinare se le sottoregioni all’interno della corteccia fusiforme siano coinvolte solo in processi bottom-up o interattivi bottom-up e top-down, come affermato da due delle principali proposte teoriche riguardanti il ​​ruolo funzionale di questa regione. Per questa domanda sarebbero utili studi futuri che esplorino le interazioni tra ortografia e processi linguistici di livello superiore (ad esempio, fonologia e semantica).

In conclusione, abbiamo osservato un gradiente funzionale da posteriore ad anteriore di stimoli simili a personaggi con crescente sensibilità dalle SC ai personaggi reali all'interno della corteccia fusiforme sinistra ma non nel suo omologo destro. Sulla base dei risultati RSA, abbiamo identificato che la FG centrale sinistra era coinvolta nell'elaborazione ortografica della forma delle parole, mentre la parte anteriore della FG sinistra era coinvolta nell'elaborazione ortografica lessicale.

Questi risultati hanno indicato che la corteccia fusiforme sinistra presenta un gradiente da posteriore ad anteriore corrispondente alla somiglianza dal basso verso l'alto del tipo di carattere durante il riconoscimento dei caratteri cinesi.

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