上纽大学者揭示言语感知与产出间的神经通路

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人类如何在觉察自身行动结果的同时，感知环境的变化？为了解答这一问题，上纽大神经与认知科学助理教授田兴带领团队，研究了言语生成的方式对感知环境声音的影响。日前，田教授与他的学生——华东师范大学—纽约大学脑与认知科学联合研究中心（上海纽约大学) 博士研究生朱昊与李思齐合作的论文，已发表在神经科学期刊《大脑皮层》（Cerebral Cortex）上。

田教授团队的研究结果有助于我们进一步理解言语生成对感知的潜在影响。“本次研究表明，大脑会发出两种不同的神经信号——一种负责感应听觉神经活动，另一种则负责监测感应过程，”田教授说，“大多数人都可以流利地表达，这是因为感应过程能帮助我们提前组织语言，而监测过程会进行预测，并将其与听觉反馈对比，从而检查言语表达的准确性。”

研究团队从华东师范大学招募受试者，开展了三组实验。在每组实验中，受试者被告知要在准备阶段结束后开口讲话。而在准备阶段，研究人员会向受试者提供视觉提示作为准备内容，有的是一些无意义的随机符号，有的是四个音节当中的一个。准备阶段快结束时，受试者会听到一个提示音，可能是一个纯音或是四音节中的一个音。研究团队记录下准备阶段受试者对声音的脑电信号，继而发现，感应信号和监测信号这两种神经信号的图像，会根据受试者是否知道要说什么，而产生明显变化。

结果显示，监测信号是一种通用形式的运动神经信号，即使没有准备阶段的内容也能生成。然而，若受试者在准备阶段接收了某一音节的视觉提示，此时他们大脑产生的运动神经信号会增强对同一音节的听觉反应，从而说明感应信号携带特定内容信息。这一研究结果表明，感应信号可以帮助标记行动的结果，而监测信号则提高我们对于环境感知的敏感度。

实验中获取的脑电图（EEG）片段显示了接受视觉与听觉刺激后大脑活动的峰值

该研究也将帮助我们理解精神分裂症等神经和精神障碍、尤其是幻听的成因。“如果感应过程正常，而监测过程受损，听觉神经活动便可能在没有外部刺激的情况下被触发，并无法受正常监测。大脑就可能错误地将这种神经活动归因于外界声音，从而引起幻听。”田教授说。田教授团队将在未来研究中继续探索这种可能性。

该研究构成了团队成员李思齐博士论文的主要部分，有助于她探究言语层次之间的神经交互。“言语是通过感知与产出语音传递思想与概念的手段，”她解释道，“这一研究展现了言语感知与产出之间的关系，对我的毕业课题来说十分重要。”

而本文的共同第一作者朱昊主要研究人类言语和语言中从运动到感知的转换，本研究也为他的毕业论文打下了坚实基础。“此次课题对我的研究生涯来说是非常重要的学术训练，我从中收获颇多，”他说，“能与田教授和李思齐这样卓越的学者合作，并为该领域的研究做些贡献，我感到十分荣幸。”

田教授、李思齐和朱昊均为华东师范大学—纽约大学脑与认知科学联合研究中心（上海纽约大学）“言语、语言与神经科学小组”（SLANG）实验室的成员。李思齐现为隶属于研究中心的华东师范大学博士研究生，朱昊为上海纽约大学神经科学专业博士研究生。本次研究中，田教授负责提出研究框架并参与论文撰写，李思齐和朱昊负责设计与开展实验，以及分析与整理数据。“这篇论文是李思齐和朱昊紧密合作的成果，也是华东师范大学与上海纽约大学学术合作结出的果实。”田教授表示。

本研究项目由中国国家自然科学基金、上海市科学技术委员会重大专项、高等学校学科创新引智计划共同资助。

论文链接（请扫描二维码）：

田兴教授档案

田兴，北京大学物理学学士，美国马里兰大学神经与认知科学博士，现任上海纽约大学神经与认知科学助理教授。

田教授的研究兴趣为人类认知神经科学，他将行为、计算、电生理学（ 脑电图/脑磁图/颅内脑电），以及神经影像学等技术手段用以研究介导人类认知的神经机制，重点研究行动与感知之间的相互作用如何形成言语、语言、记忆及其他人类高层次的认知功能。

田教授的研究成果发表在包括Nature Human Behaviour、Nature Neuroscience、Psychological Science、Current Biology、PLoS Biology、Cerebral Cortex、Journal of Cognitive Neuroscience、Cognition、Cognitive Psychology等国际学术期刊。他同时担任Journal of Cognitive Neuroscience和Brain and Language等学术期刊编委，并入选教育部2019年度青年长江学者奖励计划。

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