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国际权威科学期刊《自然》杂志（Nature）在其最新一期的研究论文中 ， 发表了来自纽约大学格罗斯曼医学院和爱荷华大学研究人员的研究成果 ， 该项研究确定了大脑内部一特定的回路 ， 当我们在谈话时 ， 或者在计划我们的口头对话时 ， 它是非常活跃的 。 研究者介绍 ， 这项工作有望为在使用言语声音方面有困难的人设计新的治疗方案 。
【国际科学顶刊《自然》最新研究：破译大脑实现语言对话的神奇奥秘】纽约大学格罗斯曼医学院神经科学与生理学托马斯和苏珊娜墨菲教授、以及资深作者迈克尔朗博士说：“我们的研究确定了语言规划背后的大脑网络 ， 这在以前一直是未知的 。 ”
他补充说：“这项工作有望为在使用言语声音方面有困难的人设计新的治疗方案 ， 包括那些患有运用不能症、言语运动计划困难和失语症、语言处理困难的人 ， 这些疾病可能伴随自闭症或由中风引起的创伤等症状 。 ”
研究过程多年来 ， 研究人员试图使用脑电图将语音功能与大脑回路联系起来 。 这种设备可测量电信号的快速波动 ， 其被认为是一大群神经细胞“发射”以传输电信号 。 但研究作者指出 ， 脑电图无法以足够的分辨率精确定位神经回路 ， 而功能性磁共振（另一种常用技术）的速度不够快 ， 无法捕捉与对话规划相关的大脑 。 这些方法对于跟踪大脑在日常对话中所产生的活动留下了一个关键性盲点 。
另一种技术 ， 即皮层电图 (ECoG) ， 通过将电极直接放在大脑表面来克服这些障碍 。 快速、精确的 ECoG 测量表明 ， 大脑通过结合所听到的内容以及构成单词的声音（发音）来规划语言 ， 实现自然对话 。 虽然一些 ECoG 研究已经确定了与感知相关的大脑网络 ， 但纽约与爱荷华大学的本项研究是第一个在语言规划阶段捕获大脑活动的研究 ， 这也最难研究的项目 。
参与该项目的研究人员说：“研究人员可以与患者交谈 ， 并在他们说话或倾听时观察大脑回路的活动 ， 当我们将 ECoG 测量与向患者提出结构性问题的技术相结合时 ， 我们发现了一个潜在的语言规划网络 。 ”
为了进行这项研究 ， 研究小组在手术过程中将电极放置在患者的大脑表面 ， 以避开导致癫痫发作的肿瘤或脑组织 。 在这两种情况下 ， 外科医生最初只对患者进行局部麻醉 ， 这样他们就可以确定患者说话时活跃的大脑区域 ， 从而避免对患者的言语中枢造成损害 。
研究人员将 ECoG 电极放置在八名志愿患者的左脑语言优势半球上 。 接下来 ， 他们使用另一个实验室开发的方案----关键信息 (CI)任务----来评估语言规划反应 。 在每个问题集中 ， 不断变化的关键字 CI 决定了回答规划何时开始 ， 因此可以在该时间窗口内跟踪大脑活动 。 研究人员提出的问题示例包括：
“软的反义词是什么常用词？”
“热的反义词是什么常用词？”
通过改变每个问题的关键词 ， 以获取开始规回答所需的关键信息——研究人员能够区分与规划相关的大脑活动与感知 。
研究人员发现 ， 95.5% 的规划聚集在大脑不同的区域 ， 大多数规划集中在尾侧额下回 (cIFG) 和尾侧额中回 (cMFG) 。 虽然 cIFG ， 通常被称为“布罗卡区” ， 长期以来一直被认为对语言很重要 ， 但 cMFG 的作用之前尚未确定 。
此外 ， 研究小组发现 ， 当患者准备在自然的、无脚本的对话中讲话时 ， 与关键信息任务相关的规划网络也很活跃 。 在患者回答完结构性问题后 ， 研究人员让他们进行了几分钟的随意对话 ， 在此期间 ， 与感知、计划和说话相关的相同模式出现在患者的大脑活动中 。
研究人员 Gregg Castellucci 博士介绍：“这项研究首次描述了我们在自然的日常环境中说话时产生语言的特殊大脑机制 ， 关键是 ， 我们使用简单可控任务发现的大脑图谱在人类自然行为的测试中得到了支持 。 ”
文献：
Gregg A. Castellucci Christopher K. Kovach Matthew A. Howard Jeremy D. W. Greenlee Michael A. Long.A speech planning network for interactive language use.Nature 2022
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