大腦皮層的腦區按照功能可以分為兩類(lèi)：視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和感覺(jué)運動(dòng)皮層 (主要加工外界的單通道信息，如視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)) 和聯(lián)合皮層 (主要整合多通道信息，支持記憶功能)。認知神經(jīng)科學(xué)的一個(gè)核心問(wèn)題是：大腦的拓撲特征是否能夠解釋這兩類(lèi)腦區功能的差異化？ 

　　為了回答這個(gè)問(wèn)題，中國科學(xué)院行為科學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗室杜憶研究組開(kāi)展了一項合作研究：采用任務(wù)態(tài)磁共振成像，研究了這兩類(lèi)腦區到感覺(jué)運動(dòng)皮層地標的距離和它們在加工語(yǔ)言任務(wù)時(shí)功能反應的關(guān)系。這兩類(lèi)腦區在聽(tīng)覺(jué)語(yǔ)言理解的功能不同：靠近感覺(jué)運動(dòng)地標的腦區主要加工聽(tīng)覺(jué)和運動(dòng)特征，遠離感覺(jué)運動(dòng)地標的腦區主要加工語(yǔ)義信息。 

　　研究發(fā)現，屬于聽(tīng)覺(jué)網(wǎng)絡(luò )的腦區在聽(tīng)覺(jué)語(yǔ)言任務(wù)和數學(xué)任務(wù)中激活強度相等，說(shuō)明它們主要加工聽(tīng)覺(jué)特征。個(gè)體上這些腦區距離感知覺(jué)皮層地標越近，這些腦區的激活越強。這和栓系假說(shuō)的預期一致：越靠近加工外部信息的腦區，越能客觀(guān)地加工外部信息，更真實(shí)地反映這個(gè)外部世界。屬于語(yǔ)言網(wǎng)絡(luò )和默認網(wǎng)絡(luò )的腦區，在聽(tīng)覺(jué)語(yǔ)言任務(wù)中比在聽(tīng)覺(jué)數學(xué)任務(wù)中有更強的激活，說(shuō)明這些腦區支持語(yǔ)義理解。個(gè)體上這些腦區距離感知覺(jué)皮層地標越遠，這些腦區的激活越強。這和栓系假說(shuō)的預期一致：越是遠離感覺(jué)運動(dòng)皮層的腦區，越不受到外界信息的限制，因此能夠加工更具有通道獨立性的記憶和抽象功能。這些結果表明，到感覺(jué)運動(dòng)地標的距離是大腦的一種功能組織原理，可解釋腦區的功能差異化。 

圖：腦區激活強度和整體最短距離的關(guān)系

　　A～F是在語(yǔ)言和數學(xué)任務(wù)均有激活的腦區中其激活強度和整體最短距離有相關(guān)的腦區。屬于聽(tīng)覺(jué)網(wǎng)絡(luò )的腦區（藍色和綠色）的激活強度和整體最短距離有負相關(guān)；屬于語(yǔ)言網(wǎng)絡(luò )的腦區（黃色）有正相關(guān)

　　G～J是相對于數學(xué)任務(wù)，在語(yǔ)言任務(wù)中有更強激活的腦區中和整體最短距離有正相關(guān)的腦區

　　該研究獲得國家科技創(chuàng )新2030-“腦科學(xué)與類(lèi)腦研究”重大項目（2021ZD0201501），國家自然科學(xué)基金（31822024）和中國科學(xué)院戰略性先導科技專(zhuān)項（XDB32010300）支持，中國科學(xué)院心理研究所自主部署項目（E2CX3625CX), 心理所青年人才啟動(dòng)項目（E1CX4725CX）等項目的支持。 

　　心理所助理研究員王秀祎為第一作者。文章已在線(xiàn)發(fā)表于Cerebral Cortex。 

　　論文信息： 

　　Wang, X., Krieger-Redwood, K., Zhang, M., Cui, Z., Wang, X., Karapanagiotidis, T., ... & Jefferies, E. (2022). Physical distance to sensory-motor landmarks predicts language function. Cerebral Cortex. 

　　https://academic.oup.com/cercor/advance-article-abstract/doi/10.1093/cercor/bhac344/6692555