第一部分蒙古族蒙.英语言任务时脑激活区的功能磁共振成像研究目的语言具有明显的文化特征,不同国籍、不同种族都有着各自特殊的语言表达及文字符号。对于掌握和使用不同语言的人群,语言功能区的活动是否存在差异一直是研究的热点。蒙、汉、英三种语言的来源和类型都差异很大,本课题挑选了健康成人的蒙古族多语者(蒙-汉-英三种语言),使用fMRI-BOLD技术研究在进行蒙-英语言刺激任务时相关脑语言功能区会有怎样的差别,去深入的讨论脑语言功能区的神经关联机制。这部分实验以两种语言任务通过视觉刺激的模式施加于参试人员,从而通过研究不同的语言功能区激活范围和强度之间的差异,来探讨蒙古族在蒙语-英语两种语言任务下的脑语言功能区的特点。材料和方法1.实验对象22例能熟练使用蒙、汉、英三种语言(本实验只有蒙、英两种语言刺激任务)的内蒙古蒙古族健康成人参加本研究。有女性10例,男性12例。年龄27(20～28)岁。均为右利手,经测试智力正常(IQ>85),无心理、精神病史,且否认神经系统相关疾病。被试者拥有在读本科就读或本科以上学历,均在12岁之后学习英语,能够使用英语进行阅读和日常交流等,而且通过大学英语等级考试(College English Test)四、六级测试。视力正常或经矫正过视力正常。2.数据采集磁共振扫描设备为GE公司3.0T (GE Signal HDx 3.0T MRI)超导型磁共振扫描仪。fMRI-BOLD扫描序列使用EPI (echo-planar imaging),选择SPM8软件进行数据分析和图像后处理。首先进行SE-T1WI(自旋回波序列-T1WI)轴位像扫描,获得T1WI横断面解剖图像。扫描参数为：TR 2600ms, TE20,翻转角90度,视野FOV为230×230,采集距阵为192×144,层厚为3mm,层距为0mm,共24层,扫描时间242秒。在实验中进行BOLD-EPI功能成像时,扫描参数为：TR 2800, TE 40,视野FOV为230×230,采集距阵为64×64,层厚4mm,层距为0mm,共24层。扫描时间为243秒。3.数据预处理和图像分析扫描完成后采集的原始数据传送到电脑工作站,使用以Matlab8.0作为平台的SPM8软件进行格式转化将格式DICOM转化成NIFTI。观察脑功能图像的分辨率,体素大小等信息使用MRIcron软件。将准备好的原始数据,一般图像获取隔层进行的先使用时间层校正,要剔除头动范围过大,超出规定范围的数据。选择序列中有代表性的某帧图像为标准,将扫描序列中所有图像进行对齐。然后对图像进行空间标准化和高斯平滑。结果蒙语任务激活的脑主要区域分布是左侧的颞上回(BA36)、双侧的颞中回(BA21/36)、左侧顶上下小叶(BA7/40)、双侧的额中回(BA9)、双侧额下回(BA47/46)、左侧中央前回(BA4)、右侧舌回(BA17/18)、左侧楔前叶(BA7)及双侧枕中回(BA19),小脑部分的脑区小脑扁桃体、山坡及小脑的蚓部。蒙语平均偏侧化指数LI=0.27,蒙语任务时左侧的大脑半球激活体积大于右侧的大脑半球,其差异具有统计学意义(t=3.362,P=0.009<0.05)。英语任务激活的脑主要区域分布是双侧颞中回(BA21/36)、左侧中央前回(BA4)、双侧的额内侧回(BA9/32)、双侧额中回(BA9)、双侧额下回(BA47/46)、双侧顶上下小叶(BA7/40)、左侧梭状回(BA19)、左侧舌回(BA17/18)、右侧楔前叶(BA7)、双侧枕中回、基底节区(左壳核、右尾状核体部)左侧海马旁回、小脑部分区域有显著激活。英语的平均偏侧化指数LI=0.23,在执行英语刺激任务时左侧的大脑半球激活总体积大于右侧大脑半球激活总体积,差异具有统计学意义(t=3.297,P=0.009<0.05)。结论(1)蒙古族蒙语-英语语义联想任务时,脑激活区有部分交叉重叠；但也有各自特异的激活区。蒙语任务时左侧颞上回有明显激活,英语任务时双侧额内侧回明显激活。(2)英语刺激任务时脑激活区的范围较蒙语的弥散。(3)两种语言任务时脑处理的优势半球均为左侧半球,但英语任务时语言优势半球的偏侧化程度小于蒙语,说明在处理英语任务过程中,需要更多右侧大脑的部分参与来完成语义联想过程。第二部分早汉语蒙古族蒙、汉、英三语刺激任务的功能磁共振成像研究目的随着内蒙古自治区的发展,大量的蒙古族学生在原来只学习蒙语和汉语的基础上,有了学习英语的机会和需要。产生了大量的掌握蒙、汉、英三种语言的蒙古族。在已有的使用fMRI-BOLD技术对蒙汉双语者进行磁共振功能成像的研究基础上,现在对掌握蒙、汉、英三种语言的蒙古族进行脑功能研究。而多语者脑功能研究中,众多研究者的主要争论点之一是：除学习第一种语言以外,其他语言学习年龄的早晚,是否是造成语言脑功能区不同的主要原因。这项研究就以学习汉语(第二语言)的年龄3岁为界限,对参加实验的蒙古族进行分别,然后进行蒙、汉、英三种不同的语言任务进行刺激,使用fMRI-BOLD成像技术来研究蒙古族参试者脑语言功能区的激活特性和偏侧化程度。材料和方法1.实验对象26位能熟练使用蒙、汉、英三种语言的内蒙古蒙古族健康成人参加本研究。有女性13例,男性13例,年龄29(21-37)岁。均为右利手,经测试智力正常(IQ>85),无心理、精神病史,且否认神经系统相关疾病。被试者拥有在读本科就读或本科以上学历,均在3岁前及接触汉语并学习,汉语熟练度很高并通过了中国高等汉语水平考试(HSK)八级考试,12岁之后正式学习英语,能够使用英语进行阅读和日常交流等,而且通过大学英语等级考试(College English Test)四、六级测试。视力正常或经矫正过视力正常。2.磁共振数据采集磁共振扫描设备为GE公司3.0T (GE Signal HDx 3.0T MRI)超导型磁共振扫描仪。fMRI-BOL D扫描序列使用EPI。首先进行SE-T1WI轴位像扫描,获得T1WI横断面解剖图像。扫描参数为：TR 2600ms, TE 20,翻转角90度,视野FOV为230×230,采集距阵为192×144,层厚为3mm,层距为0mm,共24层,扫描时间242秒。在实验中进行BOLD-EPI功能成像时,扫描参数为：TR 2800, TE 40,视野FOV为230×230,采集距阵为64×64,层厚4mm,层距为0mm,共24层。扫描时间为243秒。3.数据预处理和图像分析扫描完成后采集的原始数据传送到电脑工作站,使用以Matlab8.0作为平台的SPM8软件进行格式转化将格式DICOM转化成NIFTI。观察脑功能图像的分辨率,体素大小等信息使用MRIcron软件。将准备好的原始数据,一般图像获取隔层进行的先使用时间层校正,要剔除头动范围过大,超出规定范围的数据。选择序列中有代表性的某帧图像为标准,将扫描序列中所有图像进行对齐检验。然后对图像进行空间标准化和高斯平滑。结果蒙语任务激活的脑主要区域分布在：左侧的颞上回(BA36)、双侧的颞中回(BA21/36)、双侧的额中回(BA9)、双侧额下回(BA47/46)、左侧中央前回(BA4)、左侧顶上下小叶(BA7/40)、右侧舌回(BA17/18)、左侧楔前叶(BA7)及双侧枕中回(BA19),小脑部分的脑区小脑扁桃体、山坡及小脑的蚓部。蒙语偏侧化指数LI=0.22,左侧大脑半球激活体积大于右侧大脑半球,差异具有统计学意义(t=3.289,P=0.008<0.05)。汉语任务激活的脑主要区域分布在：双侧颞中回(BA21/36),双侧中央前回(BA4)、左侧额上回(BA6)、双侧额中回(BA9)、双侧额下回(BA47/46)、双侧梭状回(BA19)、双侧顶上下小叶(BA7/40)、双侧枕中回(BA19)、左侧角回(BA39),豆状核及小脑部分脑区如山坡、小脑蚓部及小脑扁桃体。汉语平均偏侧化指数LI=0.27,汉语任务时左侧大脑半球激活体积大于右侧大脑半球,差异具有统计学意义(t=-2.983,P=0.028<0.05)。英语任务激活的脑主要区域分布在：双侧颢中回(BA21/36)、左侧中央前回(BA4)、双侧的额内侧回(BA9/32)、双侧额中回(BA9)、双侧额下回(BA47-6)、双侧顶上下小叶(BA7/40)、左侧梭状回(BA19)、左侧舌回(BA17/18)、右侧楔前叶(BA7)、双侧枕中回、基底节区(左壳核、右尾状核体部)左侧海马旁回、小脑部分区域有显著激活。英语平均偏侧化指数LI=0.14,在执行英语刺激任务时左侧的大脑半球激活总体积大于右侧大脑半球激活总体积,差异具有统计学意义(t=2.876,P=0.026<0.05)。结论(1)本研究发现三种不同语言任务时有共同的脑激活区,但不同任务也有各自特异的激活区域。(2)蒙古语单独激活的脑区有左侧颞上回；汉语单独激活的脑区有左侧额上回、左侧角回。英语单独激活的脑区有双侧额内侧回、右侧楔前叶、右侧舌回、左侧海马旁回。在处理第二、第三种语言时额上回有较多激活,考虑该脑区与语言的翻译过程有关。进行语言转换时左侧角回有不同程度的激活,推测该脑区与语言的转换机制有关。(3)三种语言任务时大脑优势半球均为左侧半球,但英语优势半球的偏侧化程度最小,说明蒙古族在英语的处理过程中需要右侧大脑半球更多的脑活动来参与。第三部分晚汉语蒙古族蒙、汉、英三语刺激任务的功能磁共振成像研究目的近年来功能影像医学发展迅速,为语言脑功能研究者提供了跟好的工具和方法。通过研究大家认同第二、三语言学习的时间和掌握的熟练程度对语言功能有一定程度的影响,但研究结果之间有一定差异。这部分实验里对第二语言习得年龄重新划分,学习第二、三种语言的年龄相对较晚。被试者学习汉语均在6岁之后,学习英语在12岁之后。实验研究6岁后接触学习汉语的蒙古族,对蒙汉英三种不同语言任务处理时脑语言区激活特点和偏侧化程度,比较早接触学习汉语的蒙古族之间脑语言功能区的激活是否有差别。为研究多语者脑语言功能区的激活机制提供新的证据。材料和方法1.实验对象22位能熟练使用蒙、汉、英三种语言的内蒙古蒙古族健康成人参加本研究。有女性10例,男性12例,年龄25(24-30)岁。均为右利手,经测试智力正常(IQ>85),无心理、精神病史,且否认神经系统相关疾病。被试者拥有在读本科就读或本科以上学历,均在6岁后及接触汉语并学习,汉语熟练度很高并通过了中国高等汉语水平考试(HSK)八级考试,12岁之后正式学习英语,能够使用英语进行阅读和日常交流等,而且通过大学英语等级考试(College English Tes t)四、六级测试。视力正常或经矫正过视力正常。2.磁共振数据采集磁共振扫描设备为GE公司3.0T(GE Signal HDx 3.0T MRI)超导型磁共振扫描仪。fMRI-BOLD扫描序列使用EPI。首先进行SE-T1WI轴位像扫描,获得T1WI横断面解剖图像。扫描参数为：TR 2600ms, TE 20,翻转角90度,视野FOV为230x230,采集距阵为192×144,层厚为3mm,层距为0mm,共24层,扫描时间242秒。在实验中进行BOLD-EPI功能成像时,扫描参数为：TR 2800, TE 40,视野FOV为230×230,采集距阵为64×64,层厚4mm,层距为0mm,共24层。扫描时间为243秒。3.数据预处理和图像分析扫描完成后采集的原始数据传送到电脑工作站,使用以Matlab8.0作为平台的SPM8软件进行格式转化将格式DICOM转化成NIFTI。观察脑功能图像的分辨率,体素大小等信息使用MRIcron软件。将准备好的原始数据,一般图像获取隔层进行的先使用时间层校正,要剔除头动范围过大,超出规定范围的数据。选择序列中有代表性的某帧图像为标准,将扫描序列中所有图像进行对齐检验。然后对图像进行空间标准化和高斯平滑。结果蒙语主要的激活脑区包括：左侧颞上回(BA36)、双侧颞中回(BA21/36),双侧中央前回(BA4)、双侧额中回(BA9)、双侧额下回(BA47/46)、双侧顶叶(BA7、40)、双侧梭状回(BA19)、双侧枕中回(BA19)、右侧舌回(BA17/18)及小脑部分脑区。蒙语偏侧化指数LI=0.20,蒙古语左侧大脑半球激活体积大于右侧大脑半球,其差异具有统计学意义(t=3.208,P=0.018<0.05)。汉语任务激活的脑主要区域分布在：双侧颞中回(BA21/36),双侧额上回(BA6)、双侧额中回(BA9)、双侧额下回(BA47/46)、双侧中央前回(BA4)、双侧顶叶(BA7/、40)、双侧梭状回(BA19)、双侧枕中回(BA19)、左侧角回(BA39),豆状核及小脑部分脑区。汉语偏侧化指数LI=0.16,汉语左侧大脑半球激活体积大于右侧大脑半球,其差异具有统计学意义(t=3.592,P=0.021<0.05)。英语任务激活的脑主要区域分布在：双侧颞中回(BA21/36)、双侧中央前回(BA4)、双侧额中回(BA9)、双侧额内侧回(BA9/32)、双侧额下回(BA47/46)、双侧梭状回(BA19)、双侧顶叶(BA7/40)、双侧枕中回(BA19)、左侧角回(BA39)、基底节区(左壳核、右尾状核体部)、左侧海马旁回(BA28)、及部分小脑有显著激活。英语偏侧化指数LI=0.15,在执行英语刺激任务时左侧的大脑半球激活总体积大于右侧大脑半球激活总体积,差异具有统计学意义(t=3.566,P=0.009<0.05)。结论(1)本研究发现三种不同语言任务时有共同的脑激活区,但不同任务也有各自特异的激活区域；(2)蒙古语单独激活的脑区有：左侧颞上回及右侧舌回。汉语单独激活的脑区有双侧额上回。英语单独激活的脑区有双侧额内侧回、左侧海马旁回。在处理第二、第三种语言时额上回有较多激活,考虑该脑区与语言的翻译过程有关。语言转换时左侧角回有不同程度的激活,推测该脑区与语言的转换机制有关。(3)三种语言任务时大脑优势半球均为左半球,但英语优势半球的偏侧化程度最小,说明在英语任务需要右侧大脑半球参与更多处理过程。第四部分早、晚汉语蒙古族汉语刺激任务的功能磁共振成像研究目的对多语者的研究越来越多的争论集中在,第二语言获得年龄的差异是否导致其他语言和母语在脑中的激活区域分布不同。现有的实验结果大部分支持多语者第二语言习得时间越早,越会使用母语的神经基础完成第二语言的加工,其大脑语言加工机制和单语者越接近。对于进一步掌握了更多语言者的研究相对较少。本实验前几部分发现,蒙古族多语者实验者执行三种语言任务时,由于学习第二语言的年龄不同,任务激活的脑区有一定不同。这部分实验对于不同年龄获得第二语言(汉语)的蒙古族实验者进行汉语的语言任务测试,研究语言功能区的激活特点,分析和前几部分实验研究的相同点和特殊性,以及造成差异的根源。材料和方法1.实验对象18例能熟练使用蒙、汉、英三种语言(本次只有汉语语言刺激任务)的内蒙古蒙古族健康成人参加本研究。男女各9人,平均23(22-31)岁,实验者均为3岁前接触学习汉语的早汉语者。另一组20例能熟练使用蒙、汉、英三种语言(本次只有汉语语言刺激任务)的内蒙古蒙古族健康成人,男女各10人,年龄岁,平均24(21-32)岁,实验者均为6岁后接触学习汉语的晚汉语者。所有被试者均在12岁之后学习英语,均居住在呼和浩特市,均为右利手,经测试智力正常(IQ>85),无心理、精神病史,且否认神经系统相关疾病。被试者拥有在读本科就读或本科以上学历,汉语通过中国高等汉语水平考试汉(HSK)八级。均在12岁之后学习英语,能够使用英语进行阅读和日常交流等,而且通过大学英语等级考试(College English Test)四、六级测试。视力正常或经矫正过视力正常。2.磁共振数据采集磁共振扫描设备为GE公司3.0T (GE Signal HDx 3.0T MRI)超导型磁共振扫描仪。fMRI-BOLD扫描序列使用EPI。首先进行SE-T1WI轴位像扫描,获得T1WI横断面解剖图像。扫描参数为：TR 2600ms, TE20,翻转角90度,视野FOV为230x230,采集距阵为192x144,层厚为3mm,层距为0mm,共24层,扫描时间242秒。在实验中进行BOLD-EPI功能成像时,扫描参数为：TR 2800, TE 40,视野FOV为230×230,采集距阵为64x64,层厚4mm,层距为0mm,共24层。扫描时间为243秒。3.数据预处理和图像分析扫描完成后采集的原始数据传送到电脑工作站,使用以Matlab8.0作为平台的SPM8软件进行格式转化将格式DICOM转化成NIFTI。观察脑功能图像的分辨率,体素大小等信息使用MRIcron软件。将准备好的原始数据,一般图像获取隔层进行的先使用时间层校正,要剔除头动范围过大,超出规定范围的数据。选择序列中有代表性的某帧图像为标准,将扫描序列中所有图像进行对齐检验。然后对图像进行空间标准化和高斯平滑。结果早汉语者汉语刺激任务时大脑激活区域分布：双侧颞中回(BA21/36),双侧中央前回(BA4)、左侧额上回(BA6)、双侧额中回(BA9)、双侧额下回(BA47/46)、双侧梭状回(BA19)、双侧顶上下小叶(BA7/40)、双侧枕中回(BA19)、豆状核及部分小脑区域。早汉语平均偏侧化指数LI=0.15,在执行汉语刺激任务时左侧的大脑半球激活总体积大于右侧大脑半球激活总体积,差异具有统计学意义(t=2.932,P=0.032<0.05)。晚汉语者汉语刺激任务时大脑激活区域分布：双侧颞中回(BA21/36),双侧中央前回(BA4)、双侧额上回(BA6)、双侧额中回(BA9)、双侧额下回(BA47/46)、双侧梭状回(BA19)、双侧顶叶(BA7/、40)、双侧枕中回(BA19)、豆状核及部分小脑脑区。晚汉语平均偏侧化指数LI=0.17,在执行汉语刺激任务时左侧的大脑半球激活总体积大于右侧大脑半球激活总体积,差异具有统计学意义(t=3.396,P=0.025<0.05)。结论(1)晚汉语者脑激活区范围较早汉语者弥散,语言学习的年龄对脑语言加工机制有一定的影响；(2)两组受试者脑激活区的激活体积无统计学差异,认为脑语言功能区激活体积的大小,可能与第二语言掌握的熟练程度有关。