Θ-γ耦合反映-

在自然环境中,言语知觉涉及自下而上感觉输入和自上而下的先验知识。



      在自然环境中,言语知觉涉及自下而上感觉输入和自上而下的先验知识或预期两种信息的整合,然而目前这种整合过程的精确神经机制尚不清楚。之前的研究表明,自下而上的前馈信息主要表现为高频皮质活动( 30Hz以上),而自上而下的反馈信息主要表现为低频皮质活动(Arnal et al., 2011; Wang, 2010)

       本研究旨在探讨不同的脑波振荡(尤其是Θ-γ耦合)在言语感知中如何调节自下而上和自上而下的信息加工过程。我们采用的言语知觉范式是操纵视觉呈现图片和听觉刺激之间的一致性,并要求被试判断它们是否匹配。一组儿童(平均年龄10岁零5个月)参加了这项研究,在执行实验任务的同时记录他们的脑电( EEG)数据。结果发现,相较不匹配条件,在匹配条件下额区引出的Θ-γ耦合更大,左颞区引出的Θ-γ耦合更小。这些结果同时表明,来自匹配图片的对听觉刺激的自上而下的促进作用在低层次的感官区(颞叶)和高层次的语言和决策区(额叶)表现为不同的机制。有趣的是,结果表现出明显的半球不对称性:匹配条件下右半球的Θ-γ耦合度更高,不匹配条件下左半球的Θ-γ耦合度更高。这可能表明,大脑在匹配和不匹配的条件下分别采用快速整体处理策略和慢速细节处理策略。本研究通过探索不同的脑波振荡活动的交互作用,为言语知觉机制提供了新的见解,并提供了言语感知理论允许自上而下反馈连接的神经证据。此外,研究揭示了儿童的言语知觉发展过程同样表现出与之前对成人的研究相似的自上而下和自下而上两种信息的整合模式。
本研究由本实验室与李小俚教授课题组密切合作完成。研究同时获得了国家杰出青年科学基金(61025019),973计划(2014CB846103)和中国国家自然科学基金(31000500, 61273063)的支持。

(Juan Wang, Danqi Gao, Duan Li, Amy S. Desroches, Li Liu*, Xiaoli Li*.(2014) Theta-gamma coupling reflects the interaction of bottom-up and top-down processes in speech perception in children. Neuroimage (102):637-645)