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2023-09-01

研究成果在神经科学期刊《Frontiers in Human Neuroscience》出版

主要工作:

该论文主要探索了语音规划机制中语义一致性对连续语音产生的影响,并分析了眼动和语音行为以及神经生理学(EEG)数据。论文还探讨了语音计划的神经层面维度。通过多模态的分析方法揭示了连续语音生产过程中的语义处理时频动态。

分析方法:

首先,提出了一种功能超对齐方法,使用加性平均方法来减少EEG噪声。然后,基于EEG信号重建大脑中的神经源,估计从语音刺激到源区域的TRFs,并基于社区检测方法在神经源空间中研究脑网络。为了评估基于TRF的脑网络,使用了多个尺度的TRF-based社区检测来获取可靠的脑网络结构。

结论:

研究结果显示语义一致性在促进流利语音产生中起着关键作用。说话者在启动语音之前就已经访问了词汇表征和音韵信息,强调了语义处理在语音规划中的重要性。从行为上看,在连续阅读正常句子的过程中,眼语动目视距离(EVS)逐渐减少,非正常句子略有增加。此外,眼动模式分析确定了两种不同的语音产生模式,突出了在高层次词汇处理中语义理解和预测的重要性。在神经层面上,支持了语音产生的双通路模型,表示背侧行程并涉及前额叶。与语义一致性相关的大脑网络显示负相关,语义不一致时有显著激活,正常句子则抑制。创新点:该论文的创新点在于,通过分析行为和神经生理学数据,研究了语义一致性在连续语音产生中的影响以及“向前看”的行为的发生。新的发现:该研究发现了语义一致性在促进流利语音产生中的关键作用,以及语义理解与连续语音产生过程中的眼动模式和大脑网络的联系。研究意义:该研究的结果有助于加深对语音规划机制的理解,并为连续语音产生中语义一致性的作用提供了深入的洞察。此外,该研究的方法建立了一个有价值的框架,为未来在该领域的研究提供了基础。

创新点:

本研究首次通过多模态的分析方法,结合行为分析和神经生理学分析,揭示了长句级别的语义处理神经机制。

研究意义:

该研究结果对于理解语音理解的脑机制具有重要意义,为脑网络研究提供了新的方法和视角。这对于改善语音理解技术和脑机接口技术具有潜在的应用价值。

参考文献:

Huang J, Zhang G, Dang J, Chen Y, Miyamoto S. Semantic processing during continuous speech production: an analysis from eye movements and EEG. Front Hum Neurosci. 2023 Sep 1;17:1253211. doi: 10.3389/fnhum.2023.1253211. PMID: 37727862; PMCID: PMC10505728.