心理学系张丹课题组揭示噪声下非母语言语理解神经机制

近日，清华大学心理学系张丹课题组使用基于近红外光谱脑成像技术(fNIRS)开展噪声下非母语言语理解神经机制的脑际认知研究取得新进展。

实验范式、流程和测量脑区

伴随着全球化的进程，越来越多的人学习并使用一门新的语言来进行跨文化沟通。然而，日常生活中的言语沟通环境总是存在噪声，它对非母语言语的理解带来了很大的干扰。本研究旨在探索噪声条件下非母语言语理解的神经机制。研究招募了一批在中国生活了一段时间、具有较高中文水平的韩国学生，让他们倾听了一系列添加了不同噪声强度的中文音频，并使用近红外光谱成像技术测量了他们的神经活动。其中，中文音频以及讲者的神经活动都来自课题组已发表的母语研究。

非母语听者和讲者表现出神经耦合的脑区

通过分析听者和讲者的神经耦合，研究发现听者和讲者的神经耦合都主要出现在右侧半脑。更重要的是，听者在右侧颞上回、颞中回和中央后回和讲者的神经耦合水平在噪声较强时和理解程度具有显著的正相关关系。其中，右侧颞上回和颞中回属于言语加工双系统中的听觉系统，它通过声学的机制来选择性地加工目标语音和抑制环境噪声;而中央后回属于感觉运动系统，它通过模拟发声动作来补全被噪声掩蔽的信息。

实验结果表现出显著行为学相关的神经耦合

对比之前的母语研究，本研究发现人们在噪声条件下对母语的加工主要依靠左侧额下回。左侧额下回处理的是较高层级的、有含义的言语信息，如语义等，而中央后回处理的言语信息主要位于语音水平。这表明，由于受到噪声的干扰和自身语言经验的局限，人们在噪声条件下理解非母语言语时只能依赖于声学信息的加工和较低层级言语信息的感觉运动加工，而较难对较高层级的言语信息进行有效的弥补，因此表现出了相对于母语的劣势。

本研究使用脑际视角探索了日常噪声条件下理解非母语言语的神经机制，为噪声条件下非母语劣势的现象提供了可能的神经解释。

近日，研究成果“说者-听者脑际神经耦合揭示噪声下非母语理解的右偏侧化大脑机制”(Speaker–listener neural coupling reveals a right-lateralized mechanism for non-native speech-in-noise comprehension)被国际期刊《大脑皮层》(Cerebral Cortex)正式录用并在线发表。论文的第一作者为清华大学心理学系博士生李卓然，通讯作者为清华大学心理学系副教授张丹，论文合作者包括清华大学医学院生物医学工程系研究员洪波，德国汉堡大学医学院教授安德烈亚斯·恩格尔(Andreas Engel)、博士圭多·诺尔特(Guido Nolte)，北京航空航天大学生物与医学工程学院副教授汪待发。

本研究得到国家自然科学基金委(NSFC)和德国科学基金会(DFG)重大国际合作项目“跨模态学习的自适应、预测和交互”以及国家自然科学基金委面上项目“基于群体脑扫描的课堂教学效果关键认知神经指标研究”资助。

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