1. 参考文献 ¶
Liang, B., & Du, Y. (2018). The Functional Neuroanatomy of Lexical Tone Perception: An Activation Likelihood Estimation Meta-Analysis. Frontiers in Neuroscience, 12, 495-512. http://doi.org/10.3389/fnins.2018.00495
2. 研究背景 ¶
在口头语言理解中，音素、声调和韵律同时出现，以传达语言信息。音素是区分不同单词的最小的语音单位，通过构音器官（唇和舌）的不同变化，使共振峰迅速变化。韵律则为重音或情感表达，由于喉头振动而在超音段水平上出现音高变化。在声调语言中，声调是音素的一种超音段形式，被称为声调音素。词汇声调融合了音素和韵律的特性。一方面，声调起着音素的作用，说明了词汇的含义。另一方面，它在音节的音高水平上发生变化，并且通过喉部的构音运动形成，类似于韵律。
词汇声调的神经基础存在很多争议，包括主要的激活区域位于哪个半球。由于语言理解包含多种感知和认知机制，包括两侧STG的腹侧通路以及左半球构音网络中的背侧通路，词汇声调的感知可能动态地招募左右半球的不同区域。鉴于词汇声调的音高变化类似于韵律，此项研究假设听觉皮层中会出现偏向于右半球的非对称激活。
此外，双侧STG都表现出对语音刺激的层次表征。此项研究假设词汇声调的感知可能会激活音素激活和韵律激活之间的STG亚区。
感觉运动整合可以促进语音感知。与音素和韵律相比，声调感知在局部激活区域的感觉运动整合特征尚不清晰。研究假设词汇声调感知可能需要双侧言语运动区和与韵律相关的局部运动区的激活。
此项meta分析只关注词汇声调感知，并将词汇声调感知的神经基础与音素和韵律感知的神经基础进行比较。研究旨在从词汇声调主要激活的半球和拓扑结构方面对腹侧和背侧听觉通路提供更清晰的解释，以了解不同语言元素的神经基础。
3. 研究方法 ¶
a.材料 ¶
在PubMed数据库中检索关于音素、声调和韵律的论文。按照标准对研究进行了筛选，纳入条件：（1）被试是年轻健康的成年人，没有任何听力、精神或神经系统疾病； （2）使用fMRI和PET;（3）听觉感知任务，而不是阅读或产出任务。
根据被试的母语，将声调研究分为两个条件：声调语言母语者的声调感知（n = 12）和非声调语言母语者的声调感知（n=7）。有关韵律的研究也分为两个条件：词汇韵律（n = 15）和句子韵律（n = 25）。音素感知的研究只有一种条件（n = 14）。
b.程序 ¶
为了防止由于样本量小引起的误差，使用p<0.001的标准来报告结果。此外，经FDR校正后，p <0.05作为更严格的标准。
此项meta分析纳入了包含不同基线条件（沉默，被动聆听和注意聆听）的研究，这些研究可能导致语音分析、词汇理解、注意力和手动反应的认知过程差异。研究将激活区域分为左/右半球腹侧通路（颞叶）和左/右半球背侧通路（额叶和顶叶）进行比较。此外，计算了标准侧偏化指数（SLI）以识别每种条件下主要激活的半球区域。
进行联合和对比分析，以确定每种条件是否产生不同的神经反应。
4.结果 ¶
a.每种条件的神经基础 ¶
无论条件，激活区域广泛分布于双侧颞叶、额叶、顶叶和小脑。
声调感知激活声调语言母语者的69个脑区，其中40个位于左半球。双侧STG、左中央前回、左额中回（MeFG）和右小脑的峰值激活与声调感知有关。相比之下，母语不是声调语言的人有65个脑区被激活，其中36个位于左半球，只在右侧STG产生峰值激活。
音素感知激活96个脑区，其中58个位于左半球。在双侧STG和左中央前回中观察到峰值激活。
单词韵律感知激活144个脑区，其中66个位于左半球。在右侧STG，右中央前回，左壳状核和左杏仁核中有峰值激活。句子韵律感知激活255个脑区，其中127个位于左半球。句子韵律感知在双侧STG，右颞极，左颞中回（MTG），左中央前回，左MeFG，右额中回（MFG）和双侧IPL表现出峰值激活。
声调、音素和句子韵律感知中发现了双侧听觉皮层的一致激活，而非声调母语者的声调感知和单词韵律感知只激活右侧听觉皮层。此外，音素感知表现出偏向于左半球颞叶中部和上部的激活，而声调和句子韵律感知则相反，会出现偏向于右半球的激活。声调和音素感知会激活左中央前回，单词韵律则为右中央前回，句子韵律激活双侧中央前回。
FDR校正并没有改变结果。此外，尽管基线条件不同，但大多数激活模式不受特定基线条件的影响。
b.激活模式之间的重叠 ¶
在双侧STG和左中央前回表现出了表征的层次性。在左侧STG中，声调和音素感知的激活部位位于句子韵律的激活部位之前。在右侧STG中，音素和声调感知的激活部位从前外侧到后内侧。声调感知在左中央前回中的持续激活区域与韵律有很大重叠，并且位于音素激活区域的腹侧。
母语为声调语言、非声调语言和韵律的联合分析显示在右STG出现重叠。声调和音素的联合分析在双侧STG中重叠。声调与句子韵律的联合分析在双侧STG和左中央前回重叠。经FDR校正后，声调语言母语者的声调感知只在右STG中与非声调语言母语者重叠，只在左中央前回与句子韵律重叠。
c.激活模式的对比 ¶
声调感知在左中央前回，右侧pSTG和右小脑中比音素的激活程度更大；在左颞横回，右STG，左额下回（IFG），左MeFG和左小脑比单词韵律的激活程度更大；在双侧aSTG和右小脑比句子韵律的激活程度更大。
与非声调语言母语者相比，声调语言母语者在右半球pSTG的激活程度低；与音素相比，在左前MTG的激活程度较低；与单词韵律相比，在右STG和右IFG的激活程度较低；与句子韵律相比，在双侧STG、MTG后侧、双侧IPL和右IFG的激活程度较低。
FDR校正后，声调在右STG中表现出比音素和句子韵律更强烈的激活。与声调语言母语者相比，非声调语言母语者在右STG亚区的激活更强，位于两者共同激活区域的后侧。与声调相比，句子韵律在右半球STG、IFG和IPL中有更强的激活。
5.讨论 ¶
这项meta分析阐述了词汇语调、音素、韵律感知的神经基础，包括激活的主要半球区域和层次表征。声调类似于韵律，无论语言经验如何，会在腹侧通路中的听觉皮层出现偏向于右半球的激活，而声调语言母语者则另外激活了左STG来将声调作为音素特征进行加工。双侧STG还表现出表征的梯度，其中声调的激活部位位于音素和韵律之间，特别是在右半球。此外，不同于句子声调激活背侧通路中的双侧言语运动区，在声调语言母语者中，音素和词汇声调的加工会主要激活左半球的言语运动区。总之，词汇声调的感知是由语言经验决定的，并且涉及动态的双通路加工。局限性：此项meta分析样本量相对较小，应谨慎对待主要激活的半球和拓扑表征的结果。此外，仅纳入了时间分辨率较差的fMRI和PET研究，未来研究中，可以使用具有高时空分辨率的MEG和ECoG。 论文原文