综述:内源性脑节律在言语处理中的作用

《NEUROSCIENCE AND BIOBEHAVIORAL REVIEWS》:The involvement of endogenous brain rhythms in speech processing

【字体: 时间:2026年01月21日 来源:NEUROSCIENCE AND BIOBEHAVIORAL REVIEWS 7.9

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  本综述系统梳理了内源性脑节律在言语处理中的理论框架与实证证据,重点评述了动态注意理论(DAT)、主动感知理论、时间不对称采样理论(AST)和分段理论的核心观点及其神经振荡基础(如δ、θ、β、γ波段)。文章指出,尽管现有研究揭示了神经振荡与言语节奏(如音节率~4.5 Hz)的同步现象,但区分内源性节律与刺激诱发反应仍存挑战。未来需结合静息态脑活动分析、自然言语范式及跨实验室验证,以明确内源性振荡在言语处理中的因果机制。

  
内源性脑节律与言语处理的关联性
内源性脑节律指大脑在没有外部刺激时产生的内在节律性电活动,其通过共振和夹带机制与言语信号的时序结构交互。这些节律被认为在言语分割、注意力分配以及感知过程中发挥核心作用,但其具体贡献仍存在争议,部分源于内源性活动与刺激诱发反应的混淆。
理论框架:从动态注意到分段处理
动态注意理论(DAT)提出,大脑通过δ和β波段振荡与言语节奏同步,以优化对即将出现事件的预测。然而,其行为学基础(如Jones等人2002年的研究)面临重复性挑战,且在自然言语中的推广性有限。主动感知理论则强调运动皮层通过β和δ振荡向听觉皮层发送预测信号,支持听觉-运动耦合在言语处理中的主动性。时间不对称采样理论(AST)主张左右半球采用不同的时间整合窗口:左半球偏好γ波段处理快速语音特征(如音素),右半球依赖θ波段分析慢速韵律信息。分段理论(如Ghitza的TEMPO模型)进一步提出,θ振荡通过相位同步将言语流分割为音节单元,而γ振荡负责编码音节内的音素细节。
实证证据与局限性
神经影像研究(如MEG、EEG)显示,δ/θ波段活动与言语包络相位同步,γ波段振幅调制与音素处理相关。例如,Doelling等人(2014)发现θ波段同步是言语可懂度的关键。然而,这些效应在自然言语中稳定性不足,且静息态研究未能一致证实AST预测的半球不对称性(如左半球γ优势、右半球θ优势)。跨颅交流电刺激(tACS)研究试图调控内源性节律以增强言语理解,但结果异质性高,且电流穿透深度等机制问题存疑。
技术挑战与未来方向
当前研究多依赖非自然刺激(如等时音节),难以推广至真实言语环境。静息态与任务态脑活动的结合分析(如Lubinus等人2025年研究)表明,个体内在振荡峰值频率可预测言语跟踪效果,为内源性节律的作用提供间接支持。未来需通过多实验室合作、预注册重复研究(如对Lakatos等人2013年灵长类研究的验证)及侵入式记录技术,明确内源性振荡在言语处理中的因果角色。
生物物理基础与多尺度交互
内源性节律源于不同的生物物理机制:δ振荡主要由丘脑皮层回路产生,θ振荡涉及海马-内侧隔核系统,γ振荡源于局部兴奋-抑制神经元交互。这些节律的波形形态、暂态爆发及非周期性活动共同塑造言语处理的多尺度动态。研究表明,认知功能并非简单映射到特定频率,而是依赖空间-频率-时间的复杂耦合。
结论
内源性脑节律在言语处理理论中占据核心地位,但直接证据仍薄弱。通过创新实验范式(如自然言语与静息态结合)和跨学科技术整合,有望澄清内源性振荡与言语处理的本质联系。
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