探讨静息态之汉字加工神经系统

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1引言

1.1脑功能研究

长久以来，人们一直致力于研究人脑。1811年，贝尔根据高等动物和人的脑形态与功能不同，将大脑分为大脑、小脑、又将脊髓分为背根和腹根。这一发现成为脑机能定位理论的开始[2]。继而，人们逐渐从脑的解剖学研究深入到脑的组织学研究，1866年，布罗卡(P.Broca)发现了位于额叶的“言语运动中枢”，1874年，维尔尼克(K.Wernicke)发现了语言感觉区。前者受损伤出现语言产出障碍，称为运动性失语症;后者受损伤发生语言理解障碍，称为感觉性失语症。关于这两个脑区引起的语言障碍会在后面进行详细介绍。近年来，计算机断层扫描技术(Computerized tomography, CT),脑事件相关电位技术(Event-related potentials,ERP),正电子发射层扫描术(Positron emission tomograpgy, PET)，脑核磁共振技术(Nuclear magnetic resonance, NMR)和单光子检测(Single photon detector)等技术的出现，使脑功能研究取得了质的飞跃。关于脑功能的每一种理论都是以一定的方法学新进展为先导。随着自然科学发展速度的提高，从新方法出现到新理论形成的间隔也越来越短[2]。

1.2功能核磁共振成像研究背景

现在常用的功能成像技术包括正电子成像断层成像(Positron EmissionTomography，PET)，功能核磁共振成像(Functional Magnetic Resonance Imaging，fMRI )，多通道脑电图〔Electroencephalography，EEG )，脑磁图(Magnetoencephalography, MEG),近红外波谱成像(Near-Infrared Spectroscopy,NIRS),以及核磁共振波谱成像(Magnetic Resonance Spectroscopy，MRS)等。在实验过程中，可以根据具体的实验需求釆用合适的技术。EEG和MEG具有很高的时间分辨率，可以在亳秒级水平上记录大脑的活动，但是，空间分辨率较低，仅能达到厘米级的水平。fMRI和PET在空间上具有很高的分辨率，可以达到毫米级，但是，时间分辨率上只能记录几秒或者更长时间的大脑活动丨3]。fMRI机制是血氧水平依赖性(Blood oxygen level dependent，BOLD)信号的变化。fMRI可以快速地记录大脑的活动状态，它的优点在于无创伤、非侵入性、无辖射、具有比较高的空间和时间分辨率。该技术一经推出，就被广泛的应用到认知神经学以及心理学的多个领域。本文正是采用fMRI技术进行研究。一个典型的fMRI大脑功能研究应该包括三个步骤：提出假设设计实验、釆集实验数据、对数据进行分析，如图1.1所示。图1.1是一个汉字任务下fMRI研究，后面会详细介绍。

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