2008年12月3日,星期三

语音/语言处理的双流模型:运动学证据

语音/语言处理的双流模型认为,存在两个功能不同的计算/神经网络,它们处理语音/语言信息,一个将感觉/语音网络与概念语义系统接口,而一个将感觉/语音网络与电机接口。 -发音系统(Hickok&Poeppel,2000,2004,2007)。我们在2007年的论文中对这些系统的神经体系结构提出了当前的最佳猜测:


值得指出的是,在合理的假设下,双流模型的某些版本 具有 是正确的。如果我们接受(i)感官/语音表示既与概念系统又与运动系统接触,并且(ii)概念系统和运动语音系统不是同一件事,那么必然存在两个处理流,一个导致概念系统,另一个导致电动机系统。当然,这不是一个新主意。它与灵长类动物视觉系统的研究有明显的相似之处,并且(在视觉界人士想到这个想法之前) it was a central feature of Wernicke's model of the functional anatomy of 语言. In other words, not only does the model make sense for speech/language processing, it appears to be a "general principle of sensory system organization" (Hickok & 坡佩尔 2007, p. 401) 它经受了时间的考验。

因此,剩下的就是弄清楚这些网络的细节了。 Saur等人在PNAS中发表了一篇新论文。可能会提供其中一些详细信息。在一项功能磁共振成像实验中,他们使用了两项任务,一项是他们辩解说是利用了背流途径(伪单词重复),另一项是腹流途径(句子理解)。在我看来,使用这些任务的详细信息尚有待改进,但它们似乎确实突出了一些差异,因此,我现在不打算赘述。这是激活图(蓝色为重复,红色为理解):


请注意,相对于重复,沿着颞叶的长度(STS,MTG,AG)的腹侧受累更多,而对额叶的受累也更多。

They then used peaks in these activations as seeds for a tractography analysis using DTI. Here is a summary figure showing the distinction between the two pathways (red = ventral, blue = 背侧).



The authors localize the white matter tract of the 背侧 pathway as being part of the arcuate/superior longitudinal fasciculi 和 the tract of the ventral pathway as part of the extreme capsule (not the uncinate).

我没有仔细研究分析的细节(我很想听听评论!),但是这种研究似乎只是使我们更接近描述语音/语言系统的功能解剖细节的门票。

参考文献

G Hickok,D Poeppel(2000)。迈向语音感知的功能神经解剖学 认知科学趋势,4 (4),131-138 DOI: 10.1016 / S1364-6613(00)01463-7

G Hickok, D Poeppel (2004). Dorsal 和 ventral streams: a framework for understanding aspects of the functional anatomy of 语言 认知度92 (1-2),67-99,DOI: 10.1016 / j.cognition.2003.10.011

Gregory Hickok,David Poeppel(2007年)。语音处理的皮质组织 自然评论神经科学,8 (5),393-402 DOI: 10.1038 / nrn2113

D. Saur, B. W. Kreher, S. Schnell, D. Kummerer, P. Kellmeyer, M.-S. Vry, R. Umarova, M. Musso, V. Glauche, S. Abel, W. Huber, M. Rijntjes, J. Hennig, C. Weiller (2008). Ventral 和 背侧 pathways for 语言 美国国家科学院院刊,105 (46),18035-18040 DOI: 10.1073 / pnas.0805234105

13条评论:

匿名 said...

谢谢(你的)信息。我将阅读该论文,然后再发表评论。

匿名 said...

嘿,
谢谢你的帖子。我有2个问题(对不起,如果它们有些偏离,我真的不“做”演讲,除非以非科学的方式:()。
1.您是否假设/期望在处理单词/句子时两个流之间的交互作用?例如,一个单词的(明显或隐蔽/预备的)表达是否会影响在线识别(可能发生的一个很好的例子可能包括同音异义词)?
我不确定这个问题可能会在模拟方向上讲一些。我也不确定这种互动(如果存在)是否意味着与有意义的语音相关的两个流的共同激活(溢出),或者在功能上“更相关”。
2.评论逻辑上的结论:在上述两个前提下,有两个流是不可避免的。好吧,我不确定这两个前提是否足以得出结论,实际上...因为,您还可以想象有3点的1条信息流:从感觉到概念,再到运动系统。在这种情况下,您将有独立的概念系统和电机系统,并且它们会有所不同,但仍然需要1个流。当然,您可以说,例如,伪词根本没有概念系统,但是是的...
(对不起;可能有点刻薄的评论-并非如此)

格雷格希科克说过...

感谢您的评论,Andreja。

1.是的,我假设流之间存在某种程度的交互。它们之间的确切相互作用是一个值得研究的经验性问题。我确实相信,听觉语音的运动“模拟”(如果愿意,可以采用正向模型)会以自顶向下的方式影响感知,这在嘈杂的聆听条件下尤其有用。请注意,这与说运动仿真是感知完全不同。

2.我完全没有以负面的方式接受你的第二条评论。你提出了一个好观点。从感觉系统到运动系统的路径在逻辑上可能必须通过概念系统。但是,正如您正确指出的那样,这是不正确的,因为我们完全有能力逐字重复无意义的讲话。此外,(i)延迟的听觉反馈,(ii)人为改变的反馈(例如,John Houde的作品),(iii)迟发性耳聋,(iv)倾向于周围人的语音特征对语音产生的影响我们(口音)和(v)语音理解和重复能力的双重分离(经皮感觉与传导性失语),都证明了语音感知和生产系统之间存在相对“直接”联系,即这不是语义上的中介。

看看Wernicke和Lichtheim的著作,就可以对这些问题进行一些早期讨论。这些作者提出双流模型的理由很充分!

匿名 said...

谢谢回复。
1.注意到:)

2.我真的不怀疑这个结论(不过,感谢您列出论点-很好学习);除了发布的内容外,我只是想念另一个前提,这将使结论必然从前提中得出,而无需添加更多信息。
而且,实际上,我刚刚在您的博客上了解到wernicke在出现于视觉领域之前就已经有了双重流创意。这个很酷 :)

格雷格希科克说过...

我的意思是“感觉/语音表示既与概念系统也与运动系统接触”,就是它们直接接触。我不清楚这一点,因此感谢您致电给我。

刘爱玲说过...

雄心勃勃的分析,但对我来说,这些东西仍然感觉像是黑魔法。另外,我对语音文学不是很精通,但是使用重复的伪单词减法-重复的单词来隔离听觉运动映射是一种标准吗?在自动语义处理上也不会有很多区别吗?通常与语义处理相关联的n400组件,对于伪字而言,有时比单词要大,这可能反映出一堆不匹配的候选词的激活-好像您可以在fmri中得到相同的东西。

格雷格希科克说过...

基于组织中水扩散方向的DTI似乎非常健壮,可以很好地识别出明显的白质区域。当您尝试将这些东西链接到特定的皮质区域和功能时,会变得很棘手,因为以我有限的经验,种子的位置和大小至关重要且很棘手。此外,情况并非如此-DTI专家,如果我在这里错了,请纠正我! -您可以使用限于灰质的种子ROI。相反,您必须种植种子以包含可测量扩散信号的潜在白质。这很重要,因为您无法直接评估功能激活的灰质块的投影位置。

Given this, in the context of the Saur paper, can we say with some certainty that the "背侧 tract" terminates in the posterior planum temporale, as I would predict? No. Can we say with some certainty there are two largely distinct fiber tracts that connect the posterior temporal lobe with frontal structures? Yes.

Regarding the pseudoword vs. word task. I mentioned in my comment that their task left something to be desired. This is exactly what I was alluding to. I'm not convinced that this kind of subtraction unambiguously highlights "背侧" vs. "ventral" pathways. On the other hand, the pattern of activation they found looks reasonable given what else we know about these systems, so they probably hit on something workable.

谢谢你的评论!

匿名 said...

嗨,格雷格(您似乎在Q中吸了一根短草 &A),我有一个稍微相关的问题:您能说整个弧形的fasciculus通路传达语音信息吗?或者,您是否更倾向于将AF分为两部分,一个终止于STG,另一个终止于MTG?

还有我'我由于某种原因无法访问本文,请扫罗做 在这两个帐户之间划定界限?

稍微轻松一点:优秀的博客人,请保持良好的工作,更重要的是,提供丰富的信息。

匿名 said...

你好,
Dorothee和我已经在谈论这个了。我觉得她'做的很棒!

尽管在"normal"语言处理任务,Jefferies等人的研究。 (2005年)建议语义表示对非单词重复的贡献。 SD患者重复非单词的效果更好,类似于他们能够产生和理解的单词。因此,语义表示的完整性(位于TL?的前部)直接影响了语义表示的完整性。"dorsal"非单词重复的任务。

亲切的问候,
弗赖堡Tobias Bormann


Jefferies E.,Jones R.W.,Bateman D.&Lambon Ralph,M.A.(2005年)。对非单词回忆的语义贡献?语义痴呆中完整的语音过程的证据。认知神经心理学,22(2),183-212。

斯特菲 said...

与双流模型有关,可以查询与语音神经处理相比的手语重复和理解中的功能解剖。标题包括语音/语言。手语是否包含在"language" part of the title?

格雷格希科克说过...

从功能上讲,双流概念也包含手语。它包含了与此相关的所有感官处理(请参阅Milner和Goodale'在视觉领域的作品)。神经回路将根据特定的输入和输出模式而有所不同。这是在手语中发现的。

未知说过...

Thank you for your prompt reply. In the meantime, I have come across some readings on modality independent 语言 neuroantoamy discussions.

在你的论文中'Sign 语言 in the brain' 2002 you note that more research is necessary in determining peripheral processing stages in sign 语言 (ASL).

根据Penhune等人(聋人的听觉皮层形态学,2003年)和Emmorey等人(ASL中的运动敏感皮层和运动语义学,2012年)的研究,他们没有声音,遗传易感性和次级视觉和运动区的投射介导听觉皮层的重组,信号从此处路由到更集中的系统。

I am a sign 语言 interpreting student wanting to understand how much we know about the following "gap",由于我缺乏神经生理学的背景知识,因此我无法科学地将它们组合在一起:

一旦初级视觉皮层收到了来自视神经的视觉手势有意义的语言信息,我就可以假设来自模态相关输入的信息便会发生分歧"directly/bimodally?"就像您和其他人(如A.D. Friederici所建议的那样)使用听觉皮层来由中央高级大脑系统进行语言的模态独立I / O处理(Corticla语言电路:从听觉到句子理解,2012年)?

我在此先感谢您提供任何澄清的信息或反馈,以了解我可能会思考的问题!

未知说过...

*误入歧途