Research
  • Research Progress
  • 毕彦超课题组在《Journal of Neuroscience》发表不同语义概念关系脑基础文章
     
             大千世界,纷繁复杂的万事万物,以何种方式组织、关联而表征于人类大脑?语义概念之间有不同的联系方式,比如 “医生”与“老师”有很多相似语义特征,同属人类职业(类属相似), “医生”与“听诊器”同属一个情景(医院、医疗),虽然本身相似性低(一个是人、一个是物体),但在时间空间上经常一起出现,也有很强关联。这两种语义关系是语义图谱的主要关系类型,在大脑中如何被表征、区分?

             北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室毕彦超教授课题组近期在Journal of Neuroscience,发表题为Doctor, Teacher, and Stethoscope: Neural Representation of Different Types of Semantic Relations的研究论文,对这两种关系的脑机制有了新的发现。第一作者是徐仰文,课题组王晓莎和王效莹博士合作参与,与北京大学高家红课题组合作。

             该项研究通过功能核磁共振观测方法采集了健康人类被试在加工词汇语义信息时的大脑血氧依赖信号(图一)。刺激材料的词汇构建于三个类别(人类、工具和地点)× 三个主题(在校学习、医疗和体育),利用表征相似性的研究方法探究类别关系和主题关系的神经表征。在感兴趣区的分析中,发现颞叶前部和颞顶联合区在类别表征和主题表征上存在差异(图二),位于“腹侧通路”末端的颞叶前部相较于颞顶联合区表征了更多的类别信息,而位于“背侧通路”的颞顶联合区相较于颞叶前部表征了更多的主题信息。这可能与腹侧脑区多参与“客体识别”,而背侧通路多加工“空间”信息相关。在进一步的全脑分析中,发现广泛脑区参与类别关系的表征,而表征主题关系的脑区仅当在类别间差异控制后才能被观测到。这提示类别关系为神经表征的主要组织维度,主题表征内嵌于类别表征内部而独立于类别表征。即语义概念首先按照类别结构加以组织(如人类、工具和地点),跨不同类别的概念继而在此结构的基础上相互关联形成主题关系(如“医生”和“听诊器”所引发神经活动的相似性大于“老师”和“听诊器”所引发神经活动的相似性)。即两类语义类别普遍来讲并非完全分离表征,而是层级嵌套式表征。

     
    图一:材料设计及理论表征相似性矩阵


     
    图二:颞叶前部和颞顶联合区类别关系与主题关系表征

            该项研究得到了国家重点基础研究计划、国家自然科学基金、青年拔尖人才支持计划以及中国博士后基金等多个项目的资助。
     
    论文连接http://www.jneurosci.org/content/38/13/3303