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低频皮层活动揭示语境依赖的词汇序列解析机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月25日 来源:iScience 4.6
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本研究通过设计语境可变的同词序列范式,结合脑磁图(MEG)技术,首次在神经层面证实低频(2/3 Hz)皮层活动能特异性表征句子结构而非词汇属性。浙江大学团队创新性地采用汉语灵活语序特性,构建主语-动词-宾语(SVO)与宾语-主语-动词(OSV)双解析语境,发现差异响应信号精确追踪句子边界,且与行为理解度显著相关(R=0.58)。该研究为语言层级加工理论提供直接证据,解决了句法追踪是否受词汇特征干扰的长期争议。
语言理解的核心谜题在于大脑如何将离散词汇整合为连贯句子。传统观点认为低频神经活动(如delta波段)追踪句子结构,但质疑者指出这可能仅是词汇属性(如词性、预测性)的副产品。现有研究多对比句子与词表,无法彻底分离句法与词汇表征。更棘手的是,汉语等意合语言缺乏形态标记,其神经编码机制更亟待阐明。
浙江大学团队在《iScience》发表的研究取得突破性进展。研究者巧妙利用汉语语序灵活性,设计可双向解析的词汇序列:相同词串在SVO语境解析为"学校组织聚会",在OSV语境则变为"聚会学校组织"。通过对比两种语境下的MEG响应,成功剥离出纯净的句子结构信号(SENTENCE响应)。关键技术包括:20名汉语母语者的MEG数据采集、基于GPT-2的词汇预测性量化、时频分析和表征相似性分析(RSA),以及脑源定位技术。
语境依赖的神经解析
研究发现,2/3 Hz神经响应在SVO与OSV条件下均显著(p<0.001),但差异波仅保留句子节律成分(图2A)。传感器拓扑显示左颞区优势激活(LI=0.42,p=0.0069),源定位揭示中颞上回与额中沟的关键作用(图2D)。
行为-神经关联
句子追踪强度与语义异常检测准确率显著相关(Spearman's R=0.58,p=0.033),证实其功能意义。
多维度表征动态
RSA分析揭示:
该研究首次实现句法与词汇表征的神经解耦,提出"嵌套振荡"模型:瞬态词汇响应(100-500ms)嵌套于慢波句子节律中。方法学突破在于通过语境操控而非刺激对比消除混淆变量,为汉语等意合语言的神经机制研究树立新范式。发现左颞叶作为"句法枢纽"的功能特异性,对发展语言障碍的神经标记物具有启示意义。研究还揭示汉语加工独特的时间动力学——词性编码早于语音处理(140ms),挑战了传统"自下而上"的层级假设。
局限在于未完全控制词性预测性,未来可结合计算建模进一步量化。该成果为理解语言层级加工的普遍原则与跨语言差异奠定基础,对脑机接口和人工智能的语言处理算法开发具有重要参考价值。
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