Credit: Julia Kuhl
一项新的研究发现，当我们计划谈话中的口头回答时，大脑回路是活跃的
这项研究于1月5日在线发表在《自然》杂志上，研究的重点是能够做出这种回答的大脑计算，这种回答是在对话结束前计划好的，并在几分之一秒内发出
由NYU·格罗斯曼医学院和爱荷华大学的研究人员领导的这项研究发现，在为瞬间言语交流进行言语规划的过程中，不同的大脑区域是活跃的，包括以前与这一功能没有联系的区域
资深作者迈克尔·龙博士说:“我们的研究准确地指出了使这种往返成为可能的计划背后的大脑网络，这种计划迄今为止一直难以捉摸。”
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NYU·格罗斯曼医学院神经科学和生理学教授托马斯和苏珊娜·墨菲
他补充说，“这项工作有望指导7型糖尿病新疗法的设计
500万美国人在使用声音方面有困难，包括失用症、言语运动计划困难、失语症、语言处理困难，这些都可能伴随自闭症或中风造成的创伤
" 三部分流程 多年来，研究人员试图使用脑电图(将电极放置在头皮上)将语音功能与脑回路联系起来
这种装置测量电信号的快速摆动，这种摆动被视为大群神经细胞“发射”电信号
但是研究作者说，脑电图无法以足够的分辨率精确定位神经回路的位置，功能磁共振——另一种常用的技术——也不够快，无法捕捉与回复的对话计划相关的活动模式
作者说，这些非侵入性方法在追踪大脑在日常对话中所做的事情的能力方面留下了一个关键的盲点
另一项技术，皮层脑电图(ECoG)克服了这些障碍，它不是把电极放在头皮上，而是直接放在大脑表面
快速、精确的ECoG测量显示，大脑通过结合对所听到内容的感知、对回复的计划以及构成单词的声音(发音)的产生来实现自然对话
作者说，虽然其他ECoG研究已经确定了与感知和产生相关的网络，但目前的研究首次捕捉到了它们之间回复计划阶段的大脑活动，这是最难研究的
通过放置在大脑表面的电极测量，发现人类大脑区域在口语交流的计划过程中是活跃的
该研究确定了一个黄色的互动语言中枢，并对可能导致交流障碍的过程给出了见解
信用:NYU朗格健康 龙说:“研究人员可以和患者交谈，并在他们说话或听的时候观察大脑回路的活动，但是计划没有物理关联。”
“当我们将ECoG测量与询问患者结构化问题的技术相结合时，我们暴露了一个潜在的计划网络
" 为了进行这项研究，研究小组在手术过程中将电极放置在患者的大脑表面，手术过程中会切除导致癫痫发作的肿瘤或脑组织
在这两种情况下，外科医生最初只对患者进行局部麻醉，这样他们就可以确定患者说话时活跃的大脑区域，从而避免对患者言语中心的损伤
研究人员将ECoG电极阵列放置在8名患者志愿者的语言主导的左大脑半球
接下来，他们使用另一个实验室开发的范例测量规划反应，该范例被称为关键信息(CI)任务，旨在控制规划的时间
在每一组问题中，一个不断变化的关键词，CI，决定了回复计划的开始时间，这样就可以在该时间窗口内跟踪大脑活动 软的反面是什么俗字？热的反面是什么俗字？ 通过改变每个问题的措辞来呈现开始计划答案所需的早些或晚些时候的关键信息，研究人员能够将与计划相关的大脑活动与感知和产生区分开来
重要的是，大多数皮层反应只与这三个语音过程中的一个有关，这表明每个功能的网络在很大程度上是分开的
此外，研究人员发现，95
5%的计划电极聚集在大脑空间上不同的区域，大多数计划电极集中在尾侧额下回(cIFG)和尾侧额中回(cMFG)
尽管人们早就知道，通常被称为“布罗卡区”的cIFG对语言很重要，但cMFG的作用此前并未确立
此外，研究小组发现，当患者准备在自然的、无脚本的对话中发言时，与CI任务相关的计划网络也是活跃的
在患者回答完结构化问题后，研究人员让他们进行几分钟的随意来回对话，在此期间，患者的大脑活动中出现了与感知、计划和说话相关的相同模式
“这项研究首次描述了我们在自然、日常环境中说话时产生语言的特定大脑机制，”博士格雷格·卡斯特勒奇说
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龙实验室博士后
“至关重要的是，我们使用简单、可控的任务找到的大脑图谱在测试人类自然行为时被保留了下来，”他补充道
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