2009年3月24日,星期二

D'Ausilio等人关于im体育皮层在语音感知中的作用的回应

让我们逐点浏览D'Ausilio等人对我的评论的答复,看看是否有任何有效的方法。

Hickok博士认为“当tog以声学上明确的形式呈现时,我们完全有能力感知到它。”在我们的研究中,我们确切地表明,要做到这一点,im体育系统中的活动需要与到达颞叶的信息相一致。如果不满足此条件,我们可能会误以为托德。发生这种情况时,尽管有一个明显的事实,那就是耳朵确实没有附着在im体育系统上,但我们得出结论,在语音感知过程中,im体育系统与颞上皮相互作用。


首先,没有人怀疑(我知道)电机系统 能够 与颞上皮相互作用。问题是语音感知是否需要电机系统。关于我听到的具体问题 D'Ausilio等人将其以声学上清晰的形式呈现时。似乎暗示要实现此目的需要电动机系统。然而,他们在文章中指出:“为了避免音素识别任务中的天花板效应,我们将人声录音浸入了500毫秒的白噪声中。”嗯这些天花板效应到底是什么?尽管有im体育刺激,这些对象仍会听到与原声一样的音素吗?显然,他们自己的研究证明了我的观点。

他们接着说:

人们可以将上级与im体育系统之间的双向反馈和前馈连接[1]概念化为类似于注意力影响的潜在机制,并由于它们所包含的联合系统而导致上级激活的增强。 [2]。


对我来说听起来不错!实际上,这几乎就是我在评论中所说的:“有充分的证据表明,与im体育有关的系统并不是语音感知的基础,而只是以某种方式调节该过程。”

我们要强调的另一个重要点是,尽管我们在M1上应用了TMS,但我们在论文中明确指出与M1相邻的区域可能会严重参与语音感知。


我的论点不是直接针对M1,而是更普遍的电机系统。

然而,一个惊人的发现是,促进和疏忽以体位方式表现出来,在准确性和反应时间上产生了双重解离,从而证明了im体育与声学机制之间的因果关系。


是的,这是一个非常不错的发现,是的,它的确表明了im体育刺激会影响语音感知。但这又不是论点的意义。

这里's where it starts to get interesting:

..古老的神经学模型[4,但是重要的历史评论请参见5],同样,希科克的建议[6]也否认了im体育系统在语音感知中的必要作用。这与失语症文献的证据形成鲜明对比,失语症文献很久以来就知道,即使失语症的潜在病变仅限于额叶皮层,失语症也是一种普遍的多峰型缺陷,会影响言语的产生,感知和感知。理解力[7]。因此,从其他脑部受损的人中选择失语症的临床测试包括​​语音理解测试[8]。


参考文献#7是关于失语症的临床教科书(Rosenbek,J.C.,LaPointe,L.L。,&Wertz,R。(1995)。失语症:一种临床方法(第二版),波士顿:College-Hill Press。)。我相信这是一本很棒的书,但可能不是他们主张的最佳主要资源。参考文献#8是令牌测试(De Renzi,E.和Vignolo,L.(1962)。令牌测试:一种检测失语症患者接受障碍的灵敏测试,Brain,85,665-678),用于评估对以下内容的理解命令。该测试涉及一组大小,颜色和形状各异的“标记”,范围从简单的命令(“触摸黄色圆圈”)到多条子句,多步骤注释(“将大的黑色方块放在小黄色圆圈”)。显然,这是一种非常通用的措施,可以弥补从听觉理解,工作记忆到执行功能等各种缺陷。仅仅额叶病变会导致这项任务不足就不足为奇了。更重要的是,句子理解的问题与im体育参与语音感知的作用完全正交。

此外,失语症患者通常在诸如我们的研究中使用的任务中表现出言语感知异常[9],尤其是音素识别的缺陷[10]。


现在我们回到任务问题。无需在此处重新哈希参数的详细信息–好吧也许有,但是我赢了’t –除了说(再次)说,音素识别和歧视任务的表现与听觉理解任务的表现,甚至那些需要良好音素辨别的理解任务(即,它们是最小的对,只有一个特征有所不同)的表现是双重分离的。简而言之,事实证明音素识别是一种元语言技能,’t反映正常的语音感知。失语症可能在音素识别任务中表现出异常,因为该任务无效。如果你不是’如果确信这一点,请阅读Hickok&Poeppel(2000,2004,2007)和 这个 博客条目。

We should also stress that the hypothesis of perceptual relevance of motor systems requires precise experiments addressing 这个 issue. However, Dr. Hickok refers to negative evidence that did not explicitly test perceptual relevance of motor centers, but rather are based on 充实的轶事报告或临床检查


我指的是对M1或Broca的损坏’s区域(双侧),或大面积的额顶叶皮层(严重Broca)’失语症),或整个左半球(我自己的Wada研究中使用最小的一对刺激),或未能发展言语的人(关节炎),或尚未发展言语的人(婴儿),或’有能力发展言语(龙猫)不能阻止言语感知的发生。如果这些研究是“充实的轶事报告或临床检查”然后我就纠正了。

[请参阅参考资料。 11有趣地证明了为什么Broca失语症通常在标准临床测试中表现出完整的理解力,尽管他们的能力受损。


参考文献11是对听觉失真的单词的理解的非常有趣的研究。低通滤波和时间压缩率均达到50%(Moineau,S.,Dronkers,NF,Bates,E.(2005)。探索失语症中单词理解的处理过程。J Speech Lang Hear Res,48 (884-96)。他们的发现是(i)与Broca的非失真条件相比,单词理解在失真方面更差’失语症,也对韦尼克’失语症,失语症,右半球受损患者和正常对照者,而且(ii)单词理解受Broca失真的影响更大’s,在韦尼克(Wernicke)甚至更多’失语症的发生率高于其他人群。后一个结果表明,在非最佳条件下,对大脑左半球区域或前半部的损害会影响语音理解。鉴于与布罗卡相关的病变’失语症倾向较大,很难将这种影响归因于对原发性im体育皮层,im体育前皮层或Broca的损害’的区域,但为了争辩,让’假设是。这仍然并不意味着语音感知是基于电机系统的。首先,事实是在最佳聆听条件下,Broca的理解能力’失语症与正常对照组在统计学上没有差异(而Wernicke’的无相行为表现)。随着语音电机系统在Broca中的出现’s aphasia, 某事 is supporting auditory comprehension. Presumably it is the temporal lobe(s). If speech perception were 接地 in the motor speech system, one would expect even 正常 speech perception to be impaired following large lesions to 这个 system, yet 这个 is not the case. Rather, the finding that frontal lesions 能够 exacerbate speech recognitions deficits under distorted listening conditions suggests that 这个 tissue 能够 modulate speech recognition processes to some degree, perhaps via motor prediction (forward models) or perhaps via 在 tention, executive, or working memory systems.

在我们看来,希科克博士认为保留的理解指数(准确性为80%)是一个真正相关的缺陷


百分之八十的准确性确实是单词识别任务的重大缺陷。但是,正如我指出的那样,这种缺陷的大部分可能不是由于语音感知上的困难,而是由于更高级别的功能障碍。此外,该性能水平对于具有有效零语音产生能力的非流利患者也适用。在这种情况下,80%的精度远远超过了〜0%的im体育语音性能。

although we consider patients studies 如 strongly informative on brain function, we should keep in mind the fact that it is often extremely difficult to generalize these data to 情况 not specifically tested by a given study.


因此,im体育系统受损或没有im体育语音能力的患者仍然可以理解语音的事实是不可概括的,因为“situations”没有经过专门测试?这是挥手。这些是什么“situations”?更重要的是,面对im体育语音系统损坏,如何解释所保持的理解力?

现在变得令人困惑:

Hickok博士提出了三种可供选择的解释来解释我们的数据,我们总结如下:1.im体育到感觉流(激活正向模型); 2.存在一个“第三”决策区域,该区域收集来自感觉和im体育皮层的信息; 3. TMS将注意力过程针对语音特征。第一个解释实际上是我们的解释。


如果这是作者’解释,那么我们确实没有论据。但是,在下一段中,我们看到以下语句:

One may still want to claim, "The temporal lobe perceives speech while the motor system only helps." However, we think that 这个 position stems from 老式的 philosophies about the nature of brain areas 如 a modular input or output processors. As we point out in our paper, advances in the brain sciences in the last twenty years have taught us that neuronal 如semblies encompass motor and perceptual "modules" of the brain and build distributed functional systems to which especially the motor system makes an eminent contribution [14].


他们不’似乎相信电机系统只会有所帮助(我的位置)。那么,他们的发现是由im体育到感觉流来解释的,那意味着什么呢?也许我’我太过时了,无法理解(有关过时的猜测,请参见下文)。顺便说一句,他们对“old-fashioned”理论,而不仅仅是最近20年教会了我们关于感觉-im体育关系的知识。韦尼克(Wernicke)注意到后视失语症患者的言语产生不足– that’是的,由于感觉皮层受损而导致生产不足-并明确提出在言语行为中感觉系统与im体育系统相互作用(帮助引导)。韦尼克(Wernicke)在这方面与普尔弗米勒(Pulvermuller)一样现代(WHO’的模型在功能上与韦尼克相同’s),但动态影响是最明显地在感觉方向上流向电机(感觉引导电机),而不是在“modern” theorists.

因此,大脑中似乎存在特定的im体育感知通道,并且这些通道通过将例如语音/ b /的声学特性与发音姿态的im体育表示相关联而起作用,从而导致产生相同的语音。听者的im体育大脑。我们发现这一发现与Liberman的im体育感知概念非常接近,我们感到自己不得不承认他的直觉的智力价值。


Liberman相信,im体育语音系统的激活是语音感知,而不是单纯的联想。同样,这是一个有趣且周到(但不正确)的假设。但是有多近“very close”?我们需要澄清。

具有强烈关联的动作和感知子组件的分布式系统解释了失语症的缺陷模式,尤其是在分布的神经元组件在其声学或im体育末端受损的情况下,im体育与知觉障碍之间的分离[15、16]。


好,等一下。那么im体育障碍和知觉障碍会分离吗?这是什么 I 在吵架!没有公平的交换双方! (我有点像达菲鸭在吵架‘Duck season –兔八哥的兔子季!)为什么不能’我们只是从入场开始,然后继续前进吗?

最终,由于分布式电路需要接收感官输入和控制电动机的输出,因此切断这些传入和传出的连接确实可以解释Hickok的贡献中偶尔提到的单峰缺陷。


哦,也许是说周围的感觉和im体育系统…例如整个左半球或Broca’s area bilaterally.

这些分离绝不能证明语言系统的模块化性质。病灶证据支持分布式系统帐户[17]。总而言之,我们认为希科克的提议没有为拒绝im体育和语言系统(包括语音感知系统)之间的功能交互提供合理的论据。


I’我既没有声称语言系统是模块化的,也没有打算拒绝im体育和语言(可能是感觉)系统之间功能性交互的存在。没有公平的转换论点!
这里’这是我猜作者所相信的(如果您竭尽全力找出答案)。语音在分布式感觉im体育系统中表示。整个感觉im体育网络的激活=语音表达的激活。然后将这些分布式表示形式用于词汇查找。这是一个合理的假设。但是,这不是言语感知的im体育理论,也不是言语感知的理论。“grounded”在电机电路中。如果这确实是作者所相信的,那么对他们过于重视方程的一半就具有误导性。另一方面,这项工作源于镜像神经元文献,在文献中人们对im体育系统在动作理解中的核心作用提出了非常明确的主张。因此,也许他们确实相信言语感知的im体育理论。

我很想听听论文中的任何作者,以便我们解决这些问题。

3条评论:

匿名 said...

亲爱的格雷格,

我刚刚读了你对d的回复'Ausilio及其同事探讨了im体育系统在语音感知中的可能中介作用。正如您正确提到的那样,关键的一点是,在他们的优雅研究中(以及在Meister等人中,'的研究),音素识别任务是在存在掩蔽噪声的情况下执行的,掩蔽噪声会降低整体性能,因此会影响结果的解释。因此,仍不清楚电机系统是否在'normal'语音处理条件,如果不是,则说明im体育系统参与仅在存在感官挑战时才起作用,还是在任务需求增加(超出信噪比)时更普遍地激活。

实际上,我和同事进行了一项rTMS研究,其中向左上腹前im体育皮层施加了600个1Hz低频脉冲(与Meister等人的位置相同)。'的研究)和参与者随后执行的听觉语音任务涉及同一套无意义的音节(例如/ pyd /,/ pon /),没有任何掩盖噪声,但音素分割过程的使用有所不同。与假刺激相比,在前im体育前皮质上应用rTMS导致音素辨别速度变慢,需要音素分割。在不需要音素分割的情况下,在音素识别和音节辨别任务中未观察到效果。

我们认为这些结果与双码流模型和背侧听觉im体育电路的招募完全一致,在该模型中,言语im体育表征被战略性地用于辅助工作记忆和亚词汇任务表现(此处音素细分)。在一篇现已被《大脑与语言》(见下文参考文献)接受的论文中,我们得出以下结论:'言语感知最好被概念化为一种交互式神经过程,涉及感觉和im体育区域之间的相互连接,其连接强度随感知任务和外部环境的变化而变化。观察到的破坏性rTMS效果表明,左svPMC在语音分割中起着功能性作用,并且在正常的聆听条件下,随着任务需求的增加而被征募。'

尽管如此,如d所示'Ausilio及其同事认为,在不利的聆听条件下,im体育系统在语音感知过程中会与颞上皮特别相互作用,这一事实是非常有趣的结果。这与以前的fmri研究保持一致,并表明电机系统通过增强听觉信号来解决信号模糊性,从而对噪声,新颖性或失配作出反应。

最后,在您的辩论中,关于im体育系统以及更普遍的镜像神经元系统参与言语感知的辩论中一个有趣的问题是,在正常听力条件下,被动言语感知期间观察到的im体育活动的功能可能是什么?单脉冲TMS和稀疏采样fMRI研究?我认为一种可能性是,im体育系统的参与并不是严格的语音理解固有的,而是可以通过促进说话者之间的通用感知-im体育框架来促进对话交流。在这种情况下,语音im体育共振可能表示在另一个讲话者的影响下的动态感觉im体育适应'的言语方式,作为回报,可以通过融合行为促进对话互动。实际上,我们在评论文章中与Luciano Fadiga和Jean-Luc Schwartz讨论了这种可能性,Sophie Scott及其同事在最近的一篇论文中也提到了这种可能性。

最好的祝福,

马克·佐藤

-佐藤·M·特伦布莱·P。&格拉科(V.)(印刷中)。前im体育皮质在音素分割中的中介作用。大脑和语言。
-Schwartz,J.-L.,Sato,M.&Fadiga,L.(2008年)。言语感知和动作的通用语言:神经认知观点。法语应用语言评论,13(2):9-22。
-Scott,S.K.,McGettigan,&C. Eisner,F.(印刷中)。多一点对话,少一点动作-im体育皮层在语音感知中的候选角色。自然评论神经科学。

格雷格希科克说过...

嗨马克,

感谢您的想法。面对不断增长的任务需求,我当然喜欢您对正面回路的作用的看法。我也认为像D'Ausilio等人所述,电动机系统可能是处理噪声输入的机制的一部分,这似乎是合理的。研究。我喜欢您陈述其贡献方式的一个方面,即电机系统“通过增强听觉信号来解决信号模糊性”来运行。

我对其他评论感到困惑和/或困惑。您提到“电动机系统对噪声或新颖性有反应...”,我不相信电动机系统对任何东西都有反应!似乎没有人考虑在苛刻的条件下人类(而不仅仅是他们的im体育系统)使用任何可用资源的可能性。如果我无聊自己真正应该关注的演讲,我会强迫自己与演讲者“交谈”(一种“im体育模拟”?),专注于唇部im体育,使用任何语义,我能找到的实用或视觉(例如ppt幻灯片)上下文。这感觉很费力且不自动。为了应对高负载情况,神秘的“中央执行官”是否有可能激活所有相关资源,其中一种是某种形式的im体育语音预测,以保持专注并帮助消除信号歧义。 ?换句话说,也许不是人类对“马达系统做出反应”,而是人类做出反应并激活马达系统来提供帮助。

这有道理吗?还是我睡前已经过去了?

布拉德·布斯鲍姆(Brad Buchsbaum)说过...

Sorry for jumping in a little late, but I have a (perhaps obvious) observation. The debate seems to be coming down to what is meant by two words, "modulatory" and "接地". (thought: maybe in Italian "接地" really means "modulated by"?)

If someone says "X is 接地 in Y" I think it's generally 如sumed to mean that the only thing X is 接地 in is Y.

In other words if one makes the claim: "speech perception is 接地 in motor circuits" it implies that the statement "speech is 接地 in auditory cortex" is false, even if that was not the intended meaning of the remark. Something is rarely "接地" in two things 在 once.

From the 评论 it appears that Fadiga and colleagues don't really mean that speech perception is 接地 in motor circuits after all, but rather that it is 接地 in both auditory and motor systems, or that it is "distributed". If 某事 is truly distributed, then it's hard to also make the claim that it is "接地" somewhere.

So I'm left to conclude that "接地" was perhaps not the right word for the concept that Fadiga and colleagues were trying to convey.

On the other hand, if the argument is that speech perception is not 接地 anywhere, but rather is "distributed" (equally?) across auditory and motor cortices, then such a theory really ought to predict that damage to motor and sensory cortices should cause more or less equally severe deficits in speech perception.

Instead, lesions to auditory cortex 能够 cause catastrophic deficits to speech perception -- i.e. "pure word deafness" whereas lesions to motor cortices result in rather mild deficits. From an anatomical standpoint then, there seems to be a very good prima facie case that, 如 Dr. Hickok has been arguing, speech perception is indeed "接地 in auditory circuits", but that motor circuits 能够 play a "modulatory role".