米久永,魏 強(qiáng),童 曼,高天嬌

(江漢大學(xué)教育學(xué)院，湖北武漢,430056)

經(jīng)顱直流電刺激促進(jìn)漢字音形義加工探究

米久永,魏 強(qiáng),童 曼,高天嬌

(江漢大學(xué)教育學(xué)院，湖北武漢,430056)

目的 探討經(jīng)顱直流電刺激對(duì)漢字字音、字形、字義加工的影響。方法 通過(guò)對(duì)15名被試的額中回區(qū)域進(jìn)行經(jīng)顱直流電刺激（transcranial direct current stimulation，tDCS），完成對(duì)字音、字形、偽字是與否的判斷任務(wù)，檢驗(yàn)前后測(cè)之間和字音、字形、偽字之間的差異性。結(jié)果 （1）刺激后字音判斷組正確率（87.27+10.31%）、字形判斷組正確率（95.31+5.54%）、偽字判斷組正確率（92.16+7.12%）均優(yōu)于刺激前同字音判斷組正確率（85.23+6.48%）、字形判斷組正確率（91.29+7.39%）、偽字判斷組正確率（88.63+8.15%），差異具有顯著性（P<0.05）；（2）在反應(yīng)時(shí)上，刺激后字音判斷組（819.17+74.44）、字形判斷組（634.22+53.84）、偽字判斷組（646.56+49.32）分別快于刺激前字音判斷組（916.00+119.80）、字形判斷組（709.58+88.85）、偽字判斷組（738.27+168.59），差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。結(jié)論 tDCS在一定程度上對(duì)漢字音、形、義的認(rèn)知過(guò)程具有促進(jìn)作用。

經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）；漢字；失語(yǔ)癥康復(fù)

經(jīng)顱直流電刺激（transcranial direct current stimulation，tDCS)是一種非侵入性的，利用恒定、低強(qiáng)度直流電調(diào)節(jié)大腦皮層神經(jīng)元活動(dòng)的技術(shù)。它是通過(guò)頭部表面電極引入電流，對(duì)顱內(nèi)中樞神經(jīng)系統(tǒng)施加刺激以達(dá)到影響和改善腦功能的目的，具有無(wú)痛、無(wú)創(chuàng)、易于操作、效果顯著等特點(diǎn)。因此已引起臨床神經(jīng)-精神科、癲癇、帕金森治療和腦功能研究等相關(guān)人員的關(guān)注。Pascale Sandmann等人采用tDCS對(duì)工作記憶的研究顯示：通過(guò)tDCS參與工作記憶性能機(jī)制的調(diào)節(jié)，其工作記憶的效果有顯著的提

失語(yǔ)癥是由于腦損傷導(dǎo)致喪失口語(yǔ)、文字表達(dá)和領(lǐng)悟能力的疾病。近年來(lái)很多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究，常見(jiàn)的康復(fù)治療方法有：阻斷去除、功能重組、SchuelI刺激、旋律語(yǔ)調(diào)治等，并取得了比較好的療效。本研究通過(guò)徑顱直流電對(duì)腦部的額中回進(jìn)行刺激，探討徑顱直流電刺激對(duì)漢字加工的影響，從行為學(xué)方面為語(yǔ)言障礙患者的康復(fù)尋找途徑。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象

實(shí)驗(yàn)對(duì)象為15名全日制在讀本科生 ,年齡在19—22歲之間,平均為20.15歲，均為右利手,母語(yǔ)為漢語(yǔ)，均可以說(shuō)流利的普通話。身體健康無(wú)神經(jīng)系統(tǒng)疾病,沒(méi)有腦部損傷史,視力或矯正視力正常，實(shí)驗(yàn)完成后付給一定報(bào)酬。

1.2 方法

1.2.1 研究工具與材料：刺激呈現(xiàn)儀為17英寸CRT顯示器，BrainSTIM1.0，Presentation程序編輯軟件，SPSS11.5統(tǒng)計(jì)軟件。實(shí)驗(yàn)材料分為同音字判斷（如：西 希）、字形判斷（如：網(wǎng) 晚）、偽字判斷（如：捚刞）三類(lèi)。偽字的結(jié)構(gòu)符合漢字的規(guī)則，但沒(méi)有實(shí)際意義。三類(lèi)共計(jì)600個(gè)漢字字符。除偽字外，其他漢字材料選自《漢字頻度統(tǒng)計(jì)表》中的一級(jí)和二級(jí)常用字[16]。三類(lèi)字符的平均筆畫(huà)數(shù)為9.21+2.97、9.80+2.82、7.58+2.01，平均字頻為（非偽字）62.42+37.2%。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)程序：實(shí)驗(yàn)范式為是否判斷任務(wù)。實(shí)驗(yàn)分為前測(cè)和后測(cè)，前后測(cè)的材料各不相同，后測(cè)距前測(cè)一個(gè)星期。在后測(cè)開(kāi)始之前，需要給被試時(shí)長(zhǎng)為20分鐘的經(jīng)顱直流電刺激，電流大小為1.5毫安 mA。電流經(jīng)過(guò)15秒從0 mA升到穩(wěn)定值1.5 mA，刺激結(jié)束時(shí)電流經(jīng)過(guò)15秒從1.5 mA降到0 mA，刺激部位10×20國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)腦電帽定位在AF3、F3、F5、FC5、FC3、F1區(qū)域。實(shí)驗(yàn)材料分為同音字、字形、偽字三組，每組100對(duì)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)有60個(gè)組塊，每個(gè)組塊包括5個(gè)試次，每個(gè)試次之間隨機(jī)呈現(xiàn)，每個(gè)試次呈現(xiàn)500 ms，每個(gè)試次之間相隔2000ms，視距為80cm，視角為5.21°×3.65°。每個(gè)組塊呈現(xiàn)之前，都會(huì)提示所要完成的任務(wù)類(lèi)型。具體過(guò)程如下圖所示。被試的任務(wù)是在保證正確的前提下，對(duì)三種類(lèi)型的刺激盡快做出反應(yīng)。同音字判斷組所呈現(xiàn)兩個(gè)字是否同音，如果同音按“Z”鍵做反應(yīng)，如果不同音則按“X” 鍵做反應(yīng)；字形和偽字的判斷方法相同，即所呈現(xiàn)的兩個(gè)字是否相同，相同按“Z”鍵做反應(yīng)，不同則按“X” 鍵做反應(yīng)。正式實(shí)驗(yàn)前被試先進(jìn)行練習(xí)，練習(xí)材料不與正實(shí)驗(yàn)的材料重復(fù)。被試報(bào)告已經(jīng)熟悉實(shí)驗(yàn)之后進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中被試可以進(jìn)行適當(dāng)休息。

1.2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)：本研究的評(píng)價(jià)指標(biāo)為實(shí)驗(yàn)前后測(cè)被試的正確率和反應(yīng)時(shí)。

1.2.4 統(tǒng)計(jì)方法：采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)資料采用方差分析和t檢驗(yàn)。以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 刺激前后正確率的比較

通過(guò)經(jīng)顱直流電刺激（tDCS），在正確率這個(gè)維度上后測(cè)字音判斷組、字形判斷組、偽字判斷組明顯優(yōu)于前測(cè)。刺激前后的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見(jiàn)表1。

表1 刺激前后正確的率比較

表2 刺激前后反應(yīng)時(shí)的比較

2.2 刺激前后反應(yīng)時(shí)比較

經(jīng)過(guò)經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）之后，在反應(yīng)時(shí)這個(gè)維度上后測(cè)字音判斷組、字形判斷組、偽字判斷組明顯快于前測(cè)。刺激前后的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見(jiàn)表2。

3 討論

本研究主要是探討經(jīng)顱直流電刺激對(duì)漢字工作記憶的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過(guò)經(jīng)顱直流電刺激之后，對(duì)漢字的字音、字義、字形加工都有明顯的促進(jìn)作用，加快了對(duì)漢字信息的加工處理。在正確率維度上前后測(cè)高于前測(cè)，并且存在顯著性差異。在反應(yīng)時(shí)這個(gè)維度上個(gè)體對(duì)漢字字符加工時(shí)， 對(duì)字形和偽字的加工明顯快于對(duì)字音的加工，這是因?yàn)閷?duì)同音字組的加工存在聽(tīng)覺(jué)編碼和視覺(jué)編碼；而在對(duì)字形和偽字加工時(shí)處不存在顯著性差異，是因?yàn)閷?duì)字形和偽字的判斷不存在聽(tīng)覺(jué)編碼這一過(guò)程。這一結(jié)果也從行為方面證明了Wen-Jui Kuo等的結(jié)果，即個(gè)體在對(duì)漢字字符加工時(shí)，對(duì)字音的處理激活了更大腦區(qū)。經(jīng)過(guò)tDCS處理之后，對(duì)同音字判斷、字形判斷、偽字判斷的加工在時(shí)間進(jìn)程上均明顯加快，各個(gè)條件的前后測(cè)差異顯著。

在本研究的過(guò)程中為減少被試對(duì)任務(wù)的練習(xí)效應(yīng)，前后測(cè)采用不同的材料，并且前、后測(cè)相隔的時(shí)間均在一周以上。所以研究結(jié)果具有較高的可信度，從數(shù)據(jù)結(jié)果來(lái)看，可以說(shuō)tDCS處理在一定程度上能夠促進(jìn)大腦對(duì)漢字工作記憶的加工。這為語(yǔ)言障礙、癲癇、帕金森等患者的治療提供了一些依據(jù)，也為腦功能的研究和開(kāi)發(fā)提供了方向。本次研究只是將電刺激的陽(yáng)極定在額中回，而大腦的活動(dòng)大多是電生理活動(dòng)，tDCS處理增強(qiáng)區(qū)域可能還有其他腦區(qū)，這一點(diǎn)還有待進(jìn)一步證明。另外，經(jīng)顱電刺激是短時(shí)性激活腦部更多區(qū)域，還是使大腦某些神經(jīng)突觸極化，這一點(diǎn)還有待深入研究。

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Research on the processing of Chinese character tone meaning by transcranial direct current stimulation

Wei Qiang,Wei Qiang,Tong Man,Gao Tianjiao
(School of education,Jianghan University,Wuhan,Hubei,430056)

Objective To investigate the effect of transcranial electric stimulation on Chinese characters pronunciation,form and meaning processing.Methods 15 subjects of the frontal gyrus region of transcranial direct current stimulation(transcranial direct current stimulation,tDCS),the completion of the shape, pronunciation,word is pseudo judgment task,the difference between before and after the test between the measured and the shape,pronunciation,word of pseudo.Results(1)after the stimulation of pronunciation judgment accuracy group(87.27+10.31%),a decision group correct rate (95.31+5.54%) and pseudo word group judgment accuracy rate (92.16+7.12%) were better than those before stimulation with sound judgment accuracy rate(85.23+6.48%),group decision based group(91.29+7.39%),the correct rate of pseudo word judgment accuracy (88.63+8.15% group),the difference was significant(P<0.05);(2)on the reaction time,after stimulation group (819.17+74.44),sound judgment(634.22+53.84),group decision based pseudo word judgment group (646.56+49.32) were faster than before stimulation pronunciation judgment group(916.00+119.80),(709.58+88.85),group decision based pseudo word judgment group(738.27+168.59),the difference was statistically significant (P<0.05).Conclusion tDCS can promote the cognitive process of music,form and meaning of Chinese characters to a certain extent.

transcranial direct current stimulation (tDCS);Chinese characters;aphasia

人力資源和社會(huì)保障部啟動(dòng)基金項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：2013091104：武漢市教育局2014年教研項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：2014091