经颅直流电刺激对语言控制的影响

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语言控制能力是指双语产生过程中双语者控制一种语言产生另一种语言的能力,到目前为止,如何提高语言控制能力得到人们普遍关注。先前的研究发现,语言转换过程中抑制非目标语言干扰引起了右侧背外侧前额叶皮层的激活。经颅直流电刺激作为一种非侵入性的电刺激技术,可以通过电流极性调节刺激区域大脑皮层的激活水平,改变静息状态下大脑激活模式以及认知活动中的表现。本研究使用经颅直流电刺激探索静息状态以及语言转换任务中,rDLPFC激活程度的改变是否会影响语言转换过程中语言控制机制以及静息态地形图瞬时的电位变化。
  实验1,22个非熟练双语者接受三种电刺激:正性(Anodal)刺激、负性(Cathodal)刺激以及安慰剂(Sham)。刺激之后,使用64导EEG记录一段时间内被试静息状态的瞬时电位。然后将瞬时电位分割成半稳态的地形图分布,即微状态。Cathodal条件下微状态D存在较高的持续时间以及覆盖比率,Cathodal比Sham减少了微状态D扣带回以及背外侧前额叶的激活。微状态D与额顶网络的激活存在相关,额顶注意网络的激活反映了内部自我监控的认知功能。Cathodal增加微状态D的持续时间表明Cathodal可能增加了非熟练双语者的内部自我监控能力,例如冲突监控。扣带回和背外侧前额叶是静息态脑网络以及任务态语言转换脑网络的核心节点,主要负责冲突监控以及对非目标语言的抑制。先前研究表明,静息态激活的脑区与任务态激活的脑区存在拮抗关系,即静息状态下激活程度越低,任务状态下越能有效的发挥作用。本研究中,静息态下Cathodal减少了扣带回以及背外侧前额叶的激活程度,因此可以有效提高任务中扣带回以及背外侧前额叶的激活,提高语言转换的冲突监控以及抑制非目标语言的干扰。
  实验二我们探索使用tDCS调节右侧背外侧前额叶的激活程度是否能够影响语言转换过程中的语言控制机制。24个非数量双语者接受三种电刺激,刺激之后记录被试语言转换任务中行为以及EEG的表现。结果发现,Cathodal刺激条件下,非熟练双语者表现出L1转换代价(L1转换-L1重复)和L2转换代价(L2转换-L2重复)并无显著差异的对称转换代价,并且出转向L2比转向L1诱发了较大的晚期正常成分波(LPC)。这可能是因为Cathodal刺激能够提高双语者的语言控制能力。Cathodal条件下非熟练双语者能够有效的抑制非目标语言的干扰,这与之前的假设相一致。其他可能的解释是Cathodal引起了其他脑区(例如前辅助运动区)的激活,改变了双语者语言计划以及任务编码的能力,进而改变非熟练双语者语言转换任务中的表现。
  综上所述,tDCS能够调节非熟练双语者背外侧前额叶的激活,进而改变静息微状态的空间分布以及语言转换过程中双语者语言控制能力。未来研究,希望使用更加精确的设备,例如TMS探索语言控制以及右侧背外侧前额叶之间的关系。
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