Dégradé fonctionnel du cortex fusiforme pour la reconnaissance des caractères chinois, partie 1

Abstrait

Il a été proposé que la reconnaissance visuelle des mots ait une organisation fonctionnelle et spatiale correspondant à des formes de mots hiérarchiques de type langage dans le gyrus fusiforme gauche (FG) lors de la reconnaissance visuelle des mots dans les langues alphabétiques.

La reconnaissance visuelle des mots et la mémoire sont étroitement liées. La recherche montre que l'entraînement aux compétences de reconnaissance visuelle des mots peut améliorer la capacité de mémoire du cerveau et favoriser le développement global des fonctions cérébrales.

Premièrement, la reconnaissance visuelle des mots améliore notre mémoire de travail. La mémoire de travail est une forme de mémoire à court terme qui nous aide à traiter et à stocker des informations tout en effectuant des tâches cognitives complexes. Par exemple, si nous voulons lire un livre, nous devons nous souvenir simultanément de plusieurs informations telles que le contenu du livre, le numéro de page et le chapitre, ce qui nécessite une forte capacité de mémoire de travail. La formation à la reconnaissance visuelle des mots peut améliorer notre capacité à traiter et à mémoriser des informations textuelles, et améliorer efficacement notre niveau de mémoire de travail.

Deuxièmement, la capacité de reconnaissance visuelle des mots peut également améliorer notre capacité de mémoire à long terme. La mémoire à long terme fait référence aux informations stockées dans le cerveau et ayant une forte persistance, notamment la langue, les événements historiques, les connaissances culturelles, etc. L'entraînement à la reconnaissance visuelle des mots peut nous aider à approfondir notre compréhension et notre mémoire des informations textuelles, favorisant ainsi la formation et consolidation de la mémoire à long terme.

En bref, la capacité de reconnaissance visuelle des mots joue un rôle important dans la promotion de notre mémoire. En développant les compétences de reconnaissance visuelle des mots, nous pouvons améliorer notre mémoire de travail et nos capacités de mémoire à long terme, établissant ainsi une base solide pour les études et les travaux futurs. Soyons positifs, continuons à explorer les mystères de l’entraînement à la reconnaissance visuelle des mots et améliorons notre niveau cognitif. On peut voir que nous devons améliorer la mémoire, et la Cistanche deserticola peut améliorer considérablement la mémoire car la Cistanche deserticola est une matière médicinale traditionnelle chinoise qui a de nombreux effets uniques, dont l'un est d'améliorer la mémoire. L’efficacité de la viande hachée vient des différents ingrédients actifs qu’elle contient, notamment des acides, des polysaccharides, des flavonoïdes, etc. Ces ingrédients peuvent favoriser la santé cérébrale de diverses manières.

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Cependant, il n’est toujours pas clair si des gradients fonctionnels similaires de représentation verbale existent lors de la reconnaissance des caractères chinois.

Dans cette étude, nous avons adopté des méthodes d'analyse d'activation univariée et d'analyse de similarité représentationnelle (RSA) pour étudier l'organisation fonctionnelle dans le FG pour la reconnaissance des caractères chinois à l'aide de données d'IRMf de tâches. Les lecteurs chinois natifs se sont vu présenter visuellement quatre types de stimuli ressemblant à des personnages (c'est-à-dire des caractères réels, des pseudo-caractères, des faux caractères et des combinaisons de traits).

Après analyse, nous avons observé un gradient fonctionnel postéro-antérieur dans le FG gauche correspondant au degré de ressemblance des stimuli avec le caractère. De plus, des sous-régions distinctes du FG gauche hébergent différents codes orthographiques. La partie médiane du FG gauche était impliquée dans le traitement orthographique abstrait, tandis que la partie antérieure du FG gauche était impliquée dans le traitement orthographique lexical (c'est-à-dire le mappage de l'orthographe sur la phonologie ou la sémantique).

Notamment, pour le FG droit, nous n’avons pas trouvé de modèle de codage similaire pour la sélectivité de la ressemblance des personnages, indiquant l’asymétrie de l’organisation hiérarchique fonctionnelle en faveur de l’hémisphère gauche.

En conclusion, nos résultats ont révélé que le FG gauche présente un traitement fonctionnel à gradient postéro-antérieur pour la reconnaissance des caractères chinois, ce qui élargit notre compréhension des théories psychologiques, neuronales et informatiques de la lecture de mots.

Mots clés:

Reconnaissance des caractères chinois ; gradient fonctionnel ; cortex fusiforme ; analyse de similarité représentationnelle ; analyse d'activation univariée.

Déclaration d'importance

Le gyrus fusiforme gauche (FG) est essentiel à la lecture, mais son organisation fonctionnelle lors de la lecture chinoise reste floue.

Ici, nous avons révélé un gradient fonctionnel postérieur à antérieur correspondant aux stimuli de type caractère inférieur à supérieur dans le FG gauche lors de la reconnaissance des caractères chinois, mais pas dans son homologue droit.

En utilisant l'analyse de similarité représentationnelle (RSA), nous avons identifié deux sous-régions fonctionnellement séparées du FG gauche : la partie médiane pour le traitement orthographique de la forme des mots et la partie antérieure pour le traitement orthographique lexical.

En conclusion, nous avons constaté que les régions postérieure, médiane et antérieure du FG gauche réagissent à des hiérarchies orthographiques distinctes, effectuant ainsi des calculs différents mais complémentaires. Sur la base de ce modèle de gradient, le FG gauche interagit avec d'autres régions du réseau linguistique pour parvenir à la lecture du chinois.

Introduction

Une reconnaissance visuelle efficace des mots nécessite une conversion rapide de la forme et de l’orthographe des mots en prononciation et en signification (Liu, 1999 ; Coltheart et al., 2001 ; Price et Devlin, 2011).

Des études de neuroimagerie et de lésions ont révélé que le gyrus fusiforme gauche (FG) est essentiel à une telle conversion lors de la lecture de mots (Kuo et al., 2001 ; Cohenet al., 2002 ; Baker et al., 2007 ; Dehaene et al., 2010 ; Centanni et coll., 2017).

De plus, la région médiane latérale du FG gauche, appelée zone de forme visuelle des mots, est considérée comme étant spatialement reproductible à travers différents systèmes d'écriture qui varient considérablement selon le type d'écriture, comme les langues alphabétiques (par exemple, l'anglais) et les langues logographiques (par exemple, les caractères chinois). ; Bolger et al., 2005 ; Liu et al., 2008 ; Dehaene et Cohen, 2011).

Une organisation hiérarchique fonctionnelle des stimuli de type mot au sein du FG gauche lors de la lecture de mots anglais a été observée (Vinckier et al., 2007). Cependant, on ne sait toujours pas si une organisation interne similaire au FG de gauche existe dans la lecture des mots chinois.

Récemment, certaines études ont examiné l'organisation fonctionnelle des stimuli de type mot dans le cortex occipitotemporal ventral (vOT). Pour les langues alphabétiques, des éléments de preuve basés sur les résultats d'activation ont observé une organisation hiérarchique fonctionnelle et spatiale dans le FG gauche lors de la reconnaissance visuelle des mots (Binder et al., 2006 ; Vinckier et al., 2007 ; Van der Market al., 2009 ; Kronschnabel et al., 2013 ; Olulade et al., 2013, 2015 ; Lerma-Usabiaga et al., 2018).

Ses collègues de Vinckierand ont découvert que différents niveaux de stimuli orthographiques induisaient une activation égale dans la partie postérieure du FG gauche, tandis que des stimuli plus semblables à des mots induisaient une activation plus élevée le long du milieu jusqu'à l'axe antérieur (Vinckier et al., 2007).

De manière cohérente, une étude d'enregistrement intracrânien sur la reconnaissance des mots anglais a confirmé que la partie postérieure du FG gauche était uniquement impliquée dans la sélectivité des lettres, mais a souligné l'organisation hiérarchique spatialement entremêlée mais non stricte sous-jacente aux réponses prélexicales et lexicales dans les régions médianes et antérieures du FG gauche (Lochyet al. ., 2018).

Ces auteurs ont systématiquement identifié que pour le FG gauche, la partie postérieure était impliquée dans le traitement des lettres et ont souligné le gradient fonctionnel du milieu vers la partie antérieure.

Compte tenu de la nette différence entre l'anglais écrit et le chinois dans la structure orthographique, deux études récentes ont examiné si un gradient fonctionnel similaire d'activité cérébrale pour les stimuli de type caractère existe en chinois (Chan et al., 2009 ; Tian et al., 2020).

Chan et ses collègues ont découvert que la région antérieure du FG gauche était plus sélective pour les stimuli de type chinois avec une légalité orthographique, tandis que la partie postérieure était plus sélective pour les caractères coréens (Chan et al., 2009). Tian et ses collègues ont suggéré que les régions antérieure et médiane du FG gauche étaient plus sélectives pour les stimuli radicaux, alors que la région postérieure ne l'était pas (Tian et al., 2020).

Cependant, la relation correspondante entre les différents niveaux de structure orthographique chinoise et les sous-régions du FG gauche n’a pas encore été révélée. De plus, le FG droit a également été activé de manière significative, ce qui a été interprété comme un traitement de l'information spatiale lors de la reconnaissance de mots chinois (Tan et al., 2000, 2001).

Cependant, les niveaux d'orthographe traités et l'existence de modèles de codage hiérarchique divergents dans le bon FG lors de la lecture de mots chinois restent également largement inconnus.

La présente étude a examiné l'organisation fonctionnelle du FG lors de la reconnaissance des caractères chinois en utilisant l'analyse d'activation univariée et les méthodes RSA.

Ici, nous avons recruté un groupe d'adultes, de langue maternelle chinoise, qui ont effectué une tâche de décision lexicale pour des mots réels (RW), des pseudo-mots (PW), des faux mots (FW) et des combinaisons de traits (SC) au cours d'une analyse IRMf.

Étant donné que le traitement orthographique chinois implique quatre composants principaux : les propriétés visuelles, l'orthographe radicale, l'orthographe des formes de mots et l'orthographe lexicale, nous émettons l'hypothèse que des composants distincts ont lieu dans des sous-régions distinctes du FG gauche, ce qui entraîne un gradient postéro-antérieur de l'orthographe chinoise. traitement.

Matériels et méthodes

Participants

Cinquante et un étudiants (âge moyen=23,4 ans, 19-28 ans, 25 hommes/26 femmes) ont été recrutés dans la présente étude par publicité en ligne. Tous étaient des locuteurs natifs du chinois avec une vision normale ou corrigée à la normale supérieure à 4,8 (valeurs du graphique de vision logarithmique).

Quarante et un ont été identifiés comme droitiers et les autres avaient une main équilibrée selon l'Edinburgh Handedness Inventory (Oldfield, 1971). Aucun n’avait d’antécédents de maladie neurologique ou de troubles psychiatriques.

Un consentement écrit éclairé a été fourni à chaque sujet avant l'expérience. L'étude actuelle a été approuvée par le comité d'éthique de l'École des sciences de la vie de l'Université de Fudan.

Procédures d'IRMf de stimulation et de tâche

L'ensemble de stimuli comprenait quatre conditions : RW, PW, FW et SC, avec 40 essais dans chaque condition (Fig. 1A). Le traitement orthographique chinois implique le traitement de quatre composants putatifs, à savoir les propriétés visuelles, l'orthographe radicale, l'orthographe des formes de mots et l'orthographe lexicale, qui construisent un cadre hiérarchique de processus cognitifs (Fig. 1B).

Les RW sont des mots à un seul caractère à haute fréquence composés de deux radicaux. Les PW sont formés de deux radicaux présentés dans leurs positions juridiques mais introuvables dans le dictionnaire chinois existant. Notamment, contrairement aux PW en langage alphabétique, les PW en chinois sont à la fois imprononçables et dénués de sens, même sans indices phonologiques et sémantiques.

Les FW sont formés de deux radicaux présentés dans des positions illégales. Les SC sont composés de traits disposés de manière aléatoire qui apparaissent dans des personnages réels et conservent la même enveloppe que les personnages réels.

L'angle visuel horizontal de tous les stimuli, qui étaient blancs et présentés sur un écran noir, était de 4,37 degrés. Le pourcentage de pixels, la taille de l'image et le nombre de traits correspondaient à toutes les conditions. La fréquence des mots des RW et des mots à un seul caractère utilisés pour créer les PW et les FW ont également été mises en correspondance.

Dans la présente étude, une tâche de conception et de décision lexicale liée aux événements a été adoptée. Chaque stimulus a été présenté pendant 600 ms dans un ordre aléatoire, avec un intervalle inter-stimulus randomisé (ISI) allant de 4 000 à 6 000 ms.

Une croix de fixation a été présentée au centre de l'écran pendant l'ISI pour obtenir l'activité cérébrale de base (Fig. 1A). La tâche de décision lexicale demandait aux participants de juger si le stimulus était un personnage réel en appuyant sur des boutons avec leur index droit. Notamment, le critère pour identifier un personnage réel était de savoir s'il avait un sens ou non.

Une section pratique composée de 16 essais (quatre stimuli supplémentaires dans chaque condition) a été réalisée hors du scanner avant l'expérience normale pour garantir une compréhension complète des exigences de la tâche.

Acquisition IRMf et prétraitement des données

Les données d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle et structurelle ont été collectées par un scanner Siemens Prisma 3.0-T doté d'une bobine de tête de canal 32- (Siemens Healthcare) au Centre international d'imagerie cérébrale de Zhangjiang (ZIC) de l'Université de Fudan, Shanghai, Chine.

Une séquence d'imagerie échoplanaire (EPI) a été utilisée pour l'acquisition d'imagerie fonctionnelle [TR=720 ms, TE=33 ms, angle de retournement=52 degrés, taille de la matrice=110 96, champ de vue (FOV)=220 196 mm, épaisseur de tranche=2 mm, nombre de tranches=72].

Des images anatomiques, haute résolution, pondérées en T1- ont été collectées avant les tâches (TR =3000ms, TE=2,56 ms, angle de retournement=8 degrés, taille de la matrice {{6} } 320, FOV=256 256 mm, épaisseur de tranche=0,8 mm, nombre de tranches=208).

Le prétraitement des images a été effectué par StatisticalParametric Mapping -12 (SPM12, Wellcome Trust Centrefor Neuroimaging, Londres, Royaume-Uni ; http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spam). Premièrement, plusieurs volumes n’ont pas été enregistrés avant le lancement du déclencheur pour assurer l’équilibre T1.

Les volumes ont été réalignés temporellement sur le volume moyen de l'EPI et réalignés spatialement pour corriger le mouvement de la tête. L'image structurelle de chaque sujet a été enregistrée sur l'image moyenne du PEV, segmentée et normalisée dans l'espace de l'Institut neurologique de Montréal (INM).

Les volumes EPI réalignés ont été normalisés à l'espace MNI par les paramètres de champ de déformation issus de la normalisation de l'image structurelle. Les volumes EPI normalisés ont été lissés avec un noyau gaussien de 6 mm et un filtre passe-haut.

For more information:1950477648nn@gmail.com