检索结果-内蒙古大学图书馆

心理科学进展 2023年第2期31卷 173-195页

作者：陈新文李鸿杰丁玉珑华南师范大学脑认知与教育科学教育部重点实验室华南师范大学心理学院华南师范大学心理应用研究中心广东省心理健康与认知科学重点实验室广州510631

探究不同心智活动下的神经表征差异,是认知神经科学关注的核心问题之一。早期的脑电/脑磁分析方法主要关注组平均后的神经响应水平,这要求在关注的时间进程上,各个被试在相同刺激条件下事件相关电位/事件相关磁场的振幅大小和方向、以... 详细信息

探究不同心智活动下的神经表征差异,是认知神经科学关注的核心问题之一。早期的脑电/脑磁分析方法主要关注组平均后的神经响应水平,这要求在关注的时间进程上,各个被试在相同刺激条件下事件相关电位/事件相关磁场的振幅大小和方向、以及地形图分布和极性均要有较高的一致性。近些年来,研究者们将功能性磁共振成像研究中常用到的两种技术——机器学习中的分类算法(即基于分类的解码)和表征相似性分析——引入到了脑电/脑磁数据分析中。这两种新技术可以克服传统脑电/脑磁数据基于具体电压/磁感应强度波形平均分析的缺点,具有在个体水平上探究神经表征编码的特点,为人们探究大脑在不同时间进程上如何对特定的神经表征信息进行动态编码提供了新的思路。两种技术基于不同的方法学原理来抽提个体间一致的脑认知加工机制,还为脑电/脑磁研究开展跨时域、跨任务、跨模态、跨群体比较不同认知过程中的表征差异提供了更多新颖的途径。我们首先通过与传统的脑电/脑磁分析方法进行比较,系统性介绍了基于分类的解码和表征相似性分析的原理和操作流程,之后对两种方法的应用场景进行了梳理,并在最后对未来可供研究的方向提出了我们的见解。

关键词：脑电/脑磁神经表征机器学习/基于分类的解码表征相似性分析

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脑影像表征相似性分析方法及其应用研究

脑影像表征相似性分析方法及其应用研究

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作者：盛晓亮南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着脑影像技术的蓬勃发展,基于脑影像技术的大脑神经活动模式的分析和解码,已经成为一个新的研究热点。表征相似性分析方法作为基于数据驱动的大脑表征几何结构分析的强力工具,能够充分利用fMRI数据内在的结构信息构建模型来分析大脑... 详细信息

随着脑影像技术的蓬勃发展,基于脑影像技术的大脑神经活动模式的分析和解码,已经成为一个新的研究热点。表征相似性分析方法作为基于数据驱动的大脑表征几何结构分析的强力工具,能够充分利用fMRI数据内在的结构信息构建模型来分析大脑对不同认知任务项响应的神经活动模式之间的相关性,从而更好地揭示脑认知行为和相关神经活动模式的编码机制。本文的主要工作和创新点如下:一、本文提出一种基于梯度的表征相似性分析算法,针对传统表征相似性分析方法局限于线性模型的问题,以及当数据样本数量太大时算法计算性能不高的问题。具体方法为:首先用其采集的数据得到神经活动模式信息,考虑到数据中高维特征的冗余性,在模型中引入?1正则化项,然后采用随机梯度下降算法对模型进行优化。进而通过模式特征矩阵分析不同认知任务之间在大脑表征中的相似性。最后,在脑局部区域fMRI数据集上验证提出方法的有效性。实验结果表明,提出的方法能很好的对大脑神经活动中隐藏的信息进行判别,从而分析不同认知任务之间的相似性。此外,针对现有方法缺乏对感兴趣区域的群组效应特征进行有效分析的问题,本文又出了一种基于弹性网络的梯度表征相似性分析方法,在基于梯度的表征相似性分析方法上,引入弹性网络的思想,构建基于弹性网络的梯度表征相似性分析模型框架,将其应用于脑局部结构的脑解码研究。在多被试者数据集上的实验研究证实,本文的方法在特定的感兴趣区域数据集上有较好的性能。二、由于感兴趣区域数据缺乏空间局部性,而全脑fMRI数据包含更多符合神经科学基本目标的空间位置信息,因此,本文提出了一种基于Searchlight的梯度表征相似性分析方法。该方法将基于局部区域的表征相似性分析算法推广到全脑结构数据分析中,首先使用Searchlight的思想将全脑数据分块;然后在分块的数据上使用基于梯度的表征相似性分析算法,得到该局部数据的映射特征矩阵;最后,将所有局部的映射特征矩阵融合,对不同的认知任务进行相似性的分析。该方法充分考虑了被试者大脑信息中的结构性与更多的全局信息。在实验研究中,在全脑结构fMRI数据集中验证了所提方法的可行性和鲁棒性。

关键词：脑解码功能脑影像表征相似性分析特征选择梯度优化 Searchlight

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基于相关分析与表征相似性分析的多感觉模态脑电特征提取研究

基于相关分析与表征相似性分析的多感觉模态脑电特征提取研究

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作者：刘旭辽宁师范大学

学位级别：硕士

如何建立行为与大脑之间的联系是探究感知觉的客观神经标志物的关键问题。以往研究在建立行为与大脑之间联系时常采用相关分析方法,但此部分研究存在分析方法的视角较为局限、研究结果一致性低等问题。针对以上问题,本研究以来自两个数... 详细信息

如何建立行为与大脑之间的联系是探究感知觉的客观神经标志物的关键问题。以往研究在建立行为与大脑之间联系时常采用相关分析方法,但此部分研究存在分析方法的视角较为局限、研究结果一致性低等问题。针对以上问题,本研究以来自两个数据集的139名健康被试为研究对象,通过采用被试内相关、被试间相关和表征相似性分析从不同角度建立痛觉、触觉、视觉和听觉四种感觉模态中行为与大脑功能活动之间的联系,并考察了三种分析方法对数据结果稳定性和可重复性的影响。研究一通过收集107名健康被试在痛觉、触觉、视觉和听觉四种感觉刺激下的主观感知强度评分和脑电数据,采用被试内相关、被试间相关和表征相似性分析分别在个体内部、个体之间以及评分模式这三种角度建立行为数据与脑电数据之间的联系。结果发现,大部分由感觉刺激诱发的瞬态脑电响应(例如痛觉模态中N2、P2)仅能反映个体内部感知强度变化而不能反映个体之间感知强度差异。不同感觉模态中刺激诱发的脑电响应均与其评分模式相关。此研究表明反映个体内部感知变化的神经指标与反映个体之间感知差异的神经指标并不一致,建立评分模式与大脑活动模式之间的相关可为感知觉神经指标的提取提供帮助。研究二在研究一数据集的基础上,通过对被试数量和试次数量进行调整,从而考察不同相关分析方法在样本数量减少时能否保持结果的稳定性。结果发现被试内相关分析在不同程度的被试或试次数量删减下仍能保持较好的稳定性。被试间相关分析不受试次数量的影响,但受被试数量影响较大,当被试数量逐渐减少时其结果缺乏稳定性。表征相似性分析受被试数量和试次数量的共同影响,但被试数量的减少只会使其结果的统计效力下降而不会影响其趋势,而试次数量只有下降至60%时才会使其结果失去稳定性。研究三通过收集32名健康被试在伤害性刺激下的疼痛评分和脑电数据,考察研究一中利用不同分析方法得到的感觉神经指标在此数据集上的可重复性。结果发现,利用被试内相关分析与表征相似性分析得到的痛觉神经指标在两个数据集中一致性较高,可重复性较好。被试间相关分析在两个数据集中得到的痛觉神经指标一致性较低,可重复性较差。综上所述,本文的研究结果表明,由感觉刺激诱发的大部分瞬态脑电响应仅能反映个体内部的感知强度变化,而不能反映个体之间的感知强度差异。同时这些脑电响应全部反映在不同感觉模态的评分模式中。并且我们发现被试间相关分析受样本数量及样本差异影响较大,而被试内相关分析和表征相似性分析则在不同样本数量下具有更好的稳定性,并在不同数据集中表现出较高的可重复性。本研究从被试内、被试间以及评分模式这三种角度系统探索了四种感觉模态中行为评分与脑电响应之间的关系,为建立行为与大脑之间的联系提供了新视角。

关键词：感知觉的变异性相关分析表征相似性分析可重复性 EEG

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人脑与深度卷积神经网络模型在面孔感知过程中的相似与不相似性表征

人脑与深度卷积神经网络模型在面孔感知过程中的相似与不相似性表...

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作者：路子童华东师范大学

学位级别：硕士

人脑能在极短时间内编码面孔信息,并通过这些信息为各种认知功能与社会行为提供支持。另一方面,深度卷积神经网络能够在很多任务中达到人类的表现,但其加工机制却与生物脑大相径庭。本研究突破传统研究的瓶颈,尝试直接对比人脑与深度卷... 详细信息

人脑能在极短时间内编码面孔信息,并通过这些信息为各种认知功能与社会行为提供支持。另一方面,深度卷积神经网络能够在很多任务中达到人类的表现,但其加工机制却与生物脑大相径庭。本研究突破传统研究的瓶颈,尝试直接对比人脑与深度卷积神经网络模型在面孔感知过程中对不同面孔信息的内在编码机制,并探索其表征的异同。本研究第一部分首先设计与实现了两个基于Python的可广泛用于认知神经科学研究的工具包——NeuroRA和PyCTRSA。前者可进行跨模态神经数据的表征分析,后者可对脑电或脑磁数据进行跨时域表征相似性分析。本研究第二部分基于脑电数据使用神经解码与表征相似性分析解析了人脑在面孔感知过程中对不同面孔信息的时序动态编码过程。结果发现,大脑会更早加工视觉相关的简单特征,随后加工更复杂的高阶面孔信息。本研究也首次直接分离了对熟悉面孔与不熟悉面孔的时序编码差异,大脑对前者的加工会更早进行,而对后者的加工则更晚进行。结合神经解码与表征相似性分析的结果,面孔重复效应从300ms左右开始出现,且对于熟悉面孔效应更强。本研究第三部分基于表征相似性分析进一步探究了深度卷积神经网络模型在面孔感知过程中对不同面孔信息的分层表征方式。结果发现,经过面孔图片训练的VGG-Face模型与随机权重的VGG-16模型对面孔信息的表征存在巨大差异,在全连接层上,前者对三种类别的面孔(熟悉面孔、不熟悉面孔、乱相面孔)都存在一定程度的类别内部表征相似性,后者却完全没有这种表征。同时,深度卷积神经网络模型对熟悉面孔和完整面孔信息存在非特异性编码;而对其他面孔信息,VGG-Face都表现出逐层表征增强,而未经过训练的模型则逐层表征减弱。本研究第四部分构建了两种主流的重复抑制模型,并基于模型假设对深度卷积神经网络模型进行激活修改,然后对修改后的深度卷积神经网络模型与人脑进行跨模态表征相似性分析。结果发现,面孔识别过程中重复抑制效应更可能是由衰减机制所造成,即是由对面孔刺激响应更强的神经元发生激活衰减造成,且深度卷积神经网络模型与人脑在面孔感知过程中存在一定时序上的分层表征相似性。综上,本研究成果为之后认知神经科学研究提供了的便利的分析工具;而通过本研究里对面孔感知过程中人脑与深度卷积神经网络模型的内部表征分析的结果以及两者之间的相似与不相似表征的结果,既启示未来认知神经科学领域中探究面孔感知神经机制的新方向,也能促进类脑人工智能领域中优化面孔识别的新的机器模型的建立。

关键词：面孔感知事件相关电位深度卷积神经网络神经解码表征相似性分析重复抑制

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地理课程与空间能力相关性的脑实证研究

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科学通报 2024年第24期69卷 3642-3650页

作者：白天阳杨天宇董政董卫华北京师范大学地理科学学部北京100875

空间能力是人类进行日常行为的基本能力之一,以往研究表明地理教育与空间能力相关.但是目前研究缺乏从脑科学角度分析地理课程与空间能力的相关性.本文基于功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)的空间能力实验,... 详细信息

空间能力是人类进行日常行为的基本能力之一,以往研究表明地理教育与空间能力相关.但是目前研究缺乏从脑科学角度分析地理课程与空间能力的相关性.本文基于功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)的空间能力实验,收集地理专业大学生的脑影像数据,运用表征相似性分析(representational similarity analysis,RSA)计算地理课程成绩与脑区激活模式之间的相关系数及其显著性,揭示地理课程与空间能力的相关关系.结果表明,地理学本科核心课程(自然地理、自然地理实习、人文地理、地图学、地理信息系统、遥感)成绩与空间能力测试的正确率存在正相关,与反应时存在负相关;人文地理、地图学、遥感课程成绩与空间能力测试任务状态下的脑区激活模式存在相关性.本文从脑神经机制的层面提供了地理课程与大学生空间能力相关的实证依据,为地理课程评价、空间能力培养提供了跨学科的研究视角.

关键词：空间能力功能磁共振成像地理课程表征相似性分析

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记忆编码和提取中的神经激活模式再现

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北京师范大学学报（自然科学版） 2016年第6期52卷 765-772页

作者：肖筱茜叶智方郑丽薛贵北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室北京师范大学IDG/麦戈文脑科学研究院北京100875

情景记忆使得人们可以在头脑中生动地经历已经发生过的事件,然而支持这一过程的神经机制还没有得到很好地理解.本文针对近年来基于神经激活模式分析的研究对"神经激活模式再现"的假说进行了整合分析,提供了重要的支持性证据.... 详细信息

情景记忆使得人们可以在头脑中生动地经历已经发生过的事件,然而支持这一过程的神经机制还没有得到很好地理解.本文针对近年来基于神经激活模式分析的研究对"神经激活模式再现"的假说进行了整合分析,提供了重要的支持性证据.这些研究发现,成功地提取伴随着编码时神经激活模式的再现,且再现的发生先于行为判断出现;除此以外,神经激活重现可以在重复学习过程中发生,或者由相似的学习材料引发,且这种再现程度与随后的记忆效果相关;此外,神经激活模式再现还可以在睡眠和休息条件下自发地产生,促进随后的记忆成绩.在此基础之上,本研究还进一步考察了神经激活模式的本质特征,探讨了内侧颞叶和额顶皮层等重要脑区在再现过程中的作用,并对神经激活模式再现的研究方向进行了展望.

关键词：情景记忆神经激活模式再现表征相似性分析

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基于磁共振的精神疾病风险人群视觉网络研究

基于磁共振的精神疾病风险人群视觉网络研究

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作者：郭孝电子科技大学

学位级别：硕士

精神分裂症是一种既严重又难以彻底治愈的精神疾病,并且这一疾病会导致严重的社会功能障碍。精神分裂症患者在发病前期就存在一个特殊症状表征期即精神病风险综合征(Psychosis Risk Syndrome,PRS)时期。大量研究表明视觉网络的异常可能... 详细信息

精神分裂症是一种既严重又难以彻底治愈的精神疾病,并且这一疾病会导致严重的社会功能障碍。精神分裂症患者在发病前期就存在一个特殊症状表征期即精神病风险综合征(Psychosis Risk Syndrome,PRS)时期。大量研究表明视觉网络的异常可能在精神分裂症的病理生理学中处于关键地位,且研究发现精神分裂症患者在PRS时期就已出现视觉功能的异常,但其具体神经机制目前仍不清楚。因此本研究基于多模态磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)从视觉网络出发探究精神疾病风险群体神经网络的特异性。本研究将被试分为高风险组和低风险组。首先,基于MRI探究精神疾病风险群体视觉网络相关区域在结构和功能上是否存在异常。本研究计算每个被试的灰白质体积,通过双样本T检验,探究其结构上的差异;进一步,基于静息态功能磁共振成像计算体素-镜像同伦连接(Voxel-mirrored Homotopic Connectivity,VMHC)图谱,探究两组在灰白质上的VMHC差异。结果显示,在结构上,高风险组左侧眶部额下回灰质体积增加;在功能上,灰质区域的枕下回、枕中回、背外侧额上回和楔前叶的VMHC值异常降低,同时舌回VMHC值异常增高。其次,使用表征相似性分析方法(Representational Similarity Analysis,RSA)探究风险群体在视觉相关刺激间的功能网络表征相似性。首先计算视觉任务和情绪面孔匹配两个任务态下5种刺激条件的激活网络,根据5种刺激条件下的组间激活差异显著性统计结果选取感兴趣区域,以6毫米为半径空间约束提取激活值,最后通过皮尔逊线性相关刻画这些激活值在5种刺激条件下的表征相似性矩阵。结果显示,在5hz和20hz的条件下两组被试在右侧枕下回、右侧三角部额下回之间有较强的表征相似性。在5hz和10hz的刺激条件下,两组在右侧梭状回区域表征相似性较强,但是高风险组的表征相似性明显低于低风险组。进一步,我们发现在10hz条件和表情图片刺激条件下,左侧枕中回和左侧颞中回区域存在较强的表征相似性,高风险组显著低于低风险组。本次研究发现精神疾病高风险群体的视觉网络相关区域在灰质体积、双侧大脑的功能连接、视觉-情绪功能耦合中均存在异常。这一研究结果表明精神疾病高风险群体视觉网络的异常表征可能为探究精神分裂症病理机制及有效干预治疗提供影像特征参考。

关键词：精神病风险综合征表征相似性分析视觉网络体素-镜像同伦连接

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汉语具体动词神经表征的信息结构 ——基于fMRI的RSA研究

汉语具体动词神经表征的信息结构 ——基于fMRI的RSA研究

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作者：陈韵竹东北师范大学

学位级别：硕士

人类语义记忆是一个巨大的知识库,人们可以根据自己的这些知识高效地与周围环境互动,例如对客体事物进行对比和归类。在语义记忆研究中,主要有两种不同类型的信息结构用来描述概念表征的编码方式,分别是分布信息(distributional informa... 详细信息

人类语义记忆是一个巨大的知识库,人们可以根据自己的这些知识高效地与周围环境互动,例如对客体事物进行对比和归类。在语义记忆研究中,主要有两种不同类型的信息结构用来描述概念表征的编码方式,分别是分布信息(distributional information)和经验信息(experiential information)。分布信息根源于计算语言学,与自然语言使用中词汇概念之间共现的统计模式有关,这些共现模式编码了关于词义的信息。经验信息来源于源自身体经验的理论(embodied cognitive theory),该理论认为概念的意义是对特定经验的概括。这两种信息结构的认知模型有各自的构建方法,但它们在概念知识的神经表征中发挥作用的脑区仍然存在争议。在以往研究中,大多数以字母语言作为刺激材料,并且,对动词表征组织方式的研究相对较少。所以本研究以汉语动词作为刺激材料,探究两种认知模型在人脑中是否具有神经表征上的体现,以及它们各自在多大程度上可以解释语义理解的神经反应。在本研究中,共包括90个汉语单字具体动词,使用f MRI获得每个概念的全脑激活模式,作为其神经活动的各自独特的空间模式。再根据语料库的自然语言处理模型建立分布模型,以及语义特征的行为评分建立经验模型。运用表征相似性分析方法,寻找体现两种认知模型的大脑结构。在分析结果中,与分布模型相关的脑区,表示概念是以文本共现的统计规律来表征或编码的,而与经验模型相关的脑区代表着在这些区域内,概念是以感觉运动经验组织起来的。研究结果表明,语义的两种认知模型在大脑中均有各自的表征区域。基于语料库的自然语言处理模型不仅与语义加工的脑区,而且还与感觉和运动皮层显著相关。而基于高维语义特征的语义空间则与多通道语义加工系统的神经模式显著相关。结果说明,不同类型的语义关系被不同的大脑区域表达。本研究首次以汉语单字具体动词为刺激材料,研究结果支持语义加工的两种认知理论,为探究汉语概念表征的本质提供新证据。

关键词：汉语动词表征相似性分析语义表征分布语义经验语义

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场景选择性脑区在视觉解码应用上的功能研究

场景选择性脑区在视觉解码应用上的功能研究

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作者：张琪琪电子科技大学

学位级别：硕士

大脑中的场景选择区域在导航视觉环境中起着重要的作用。尽管不同类别的场景图片通常具有相似的图像统计数据,人类大脑仍然可以有效的对不同类别的场景进行区分。本研究主要是分析几个重要的场景选择性脑区的功能作用。为了探究人脑场... 详细信息

大脑中的场景选择区域在导航视觉环境中起着重要的作用。尽管不同类别的场景图片通常具有相似的图像统计数据,人类大脑仍然可以有效的对不同类别的场景进行区分。本研究主要是分析几个重要的场景选择性脑区的功能作用。为了探究人脑场景选择区域的神经反应与低级视觉特征及高级的语义类别之间的关系。文章采用多体素模式分析以及表征相似性分析的方法来对场景图片进行视觉解码,这些从数据库中得到的场景图片在作为实验刺激前要经过滤波处理来改变图片频率这类低级图片属性。多体素模式分析主要是用来分析海马旁区(PPA)、后皮质复合体(RSC)、枕骨区域(OPA)、侧枕复合体(LOC)以及V1脑区区分不同类别的场景图片以及不同滤波处理的场景图片的能力,发现这几个脑区均可以有效地实现高通和全通场景分类,而部分脑区对低通滤波处理的场景图片分类效果相对较差,而且LOC以及V1这两个相对初级的视觉脑区对于区分高通与低通这类低级图片属性更加敏感。为了进一步的从表征上获取这几个脑区的激活与语义类别以及低级图片属性之间的关联程度,本论文还进行了表征相似性分析。分析发现PPA,RSC,OPA的脑区激活与类别更加相关,而V1的脑区激活与频率更加接近,LOC脑区则是与类别相关性更强,但是也表现出了与频率这类低级图片属性有较强的相关性。在表征相似性分析的过程中,不仅将刺激图像的视觉特征与场景选择区域的神经反应进行相关分析,而且为了分析场景选择性脑区与卷积神经网络之间的关联性,也将多个经典的CNN网络与这些脑区进行相关性分析,发现了CNN网络与场景选择性区域的神经反应之间的相关性的变化趋势。根据所得的结果,可以看出虽然这几个CNN网络的结构和深度存在差异,但是与场景选择性脑区的激活之间的关系变化趋势基本类似。PPA、RSC、OPA以及LOC这几个与场景类别更加相关的脑区与CNN网络所选取的各层的相关性表现出了先下降后上升的趋势,而V1这一与低级图片属性更加相关的脑区与CNN网络所选取的各层的相关性则是表现出了先上升后下降的趋势,可以说明CNN网络在前期的各层中更接近于V1脑区对于场景图像的处理,而在后期的各层中则是更加接近于PPA,RSC,OPA以及LOC等脑区对于场景图像的处理。

关键词：功能磁共振多体素模式分析表征相似性分析卷积神经网络场景选择性脑区

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多视角下的语义神经表征研究

多视角下的语义神经表征研究

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作者：杨阳华东师范大学

学位级别：硕士

随着心理学领域对“心理字典”的研究和人工智能领域的蓬勃发展,人类对于语义概念组织形式的研究取得了长足进展,但仍未知其全貌。计算机领域基于大量文本的词嵌入语义模型在语言加工场景中得到了广泛应用,但其模型背后的机制未能得到... 详细信息

随着心理学领域对“心理字典”的研究和人工智能领域的蓬勃发展,人类对于语义概念组织形式的研究取得了长足进展,但仍未知其全貌。计算机领域基于大量文本的词嵌入语义模型在语言加工场景中得到了广泛应用,但其模型背后的机制未能得到有效的解释,也限制了它在深度语义加工中的应用。在心理学领域,先前工作已提出自由联想网络可通过覆盖足够多的词汇(节点)和联想(边),构建蕴含多维度语义信息及真实心理特征的理想模型,但至今尚未建立在数据规模上可与计算机领域语义模型比肩的中文联想语义网络数据库。建立大规模心理语义网络对于比较以上模型的优缺点,以及进一步推动对语义概念的研究及应用必不可少。认知神经科学研究已发现,语义加工涉及到广泛分布的脑区,并由此认为语义概念可能遵循分布式表征。近年方法学的发展,特别是多体素模式分析方法,使得我们可以对语义的多维特征进行更好的考察。另一方面,由于缺乏有效的理论模型,先前研究中对语义条件的探查多数限于抽象/具体、有生命/无生命等个别人为指定的范畴,可能忽略重要的心理语义特征。为了全面和准确的考察语义的神经表征,合理选取语义网络模型和减少实验设计的人为偏差至关重要。本研究首先运用自由联想范式建立大规模中文词联想网络SWOW-ZH,在此基础上,我们将基于大规模词汇联想的语义网络和基于大规模文本的词嵌入模型(Word2Vec和Concept Net)作为理论模型,分别与基于功能磁共振的神经表征上进行了比较。为了避免人为选取语义范畴/社区带来的偏差,我们完全基于数据驱动选取刺激材料,即对以上三个理论模型分别使用社区探测算法,得到9个共有的稳定社区中的72个双字词作为刺激材料,并分别建立了从粗粒度到细粒度的三个层级(社区层级、集群层级、节点层级)对应的表征相似性矩阵。通过功能磁共振下的语义判别任务和多体素表征相似性分析的方法,对语义加工时不同类型和层级的理论模型和脑表征的相似性进行了探查。结果发现,在全脑层面,各概念层级的语义神经表征都显著与SWOW-ZH更相似,而与词嵌入模型相似性较低。在社区层级上,与SWOW-ZH显著相关的区域包括广泛的颞顶叶与外侧枕叶区域;在节点层级上,更多的显著相关集中在颞前叶区域。此结果1、揭示了自由联想网络比词嵌入模型更接近大脑中的语义概念表征,这可能表示了基于自由联想的语义网络与基于文本的词嵌入模型相比,可能编码了更多广义的语义特征;2、发现了概念的多重层级结构体现在从颞枕联合区到颞极的功能梯度上;3、前颞叶脑区参与了不同语义层级信息的编码,这一结果直接印证了轮辐模型(Hub and Spoke Model)提出的关于前颞叶作为语义多模态信息整合枢纽的假说。以上发现进一步深化了我们对语义神经表征机制的了解,并指出了基于大规模实验数据进行语义网络构建对于各领域语义研究的重要性。

关键词：概念词汇联想语义网络神经表征表征相似性分析

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