2.3 阅读心理的脑功能研究方法

激活了颞顶区、颞中回的左上部和后部区域，而熟练水平较低的晚期双语者则与此不同。

2.词汇产生过程的脑区

Klein等人（1994）利用PET技术，以母语为英语且精通法语的人为被试。被试的任务是词汇判断任务，即语音、语义以及一种语言词汇在另一种语言中的翻译。研究的目的是考察语音和语义的产生是否激活了相似的脑区，以及第二语言和第一语言的神经基础是否相似。结果发现，被试在完成任务时大脑被激活的脑区包括布罗德曼分区（BA）中的BA47、BA46、BA45、BA48以及左侧额叶。同时还发现，不管词汇判断是以语音为线索还是以语义为线索，都引起了被试大脑左侧额叶下部的激活；且不管任务发生在语言间还是语言内部，激活的脑区都是相似的。

2.3.2 fMRI

什么是fMRI

fMRI是functional magnetic resonance imaging（功能性核磁共振成像）的简称。fMRI是20世纪90年代以来随着磁共振快速成像技术（MRI）的发展而出现的一种新技术（朱滢，2014）。它与常规的磁共振成像技术的不同之处是：研究人员不仅可以观察到脑结构形态，还可以通过局部血流及葡萄糖代谢来了解脑功能的变化。因此利用fMRI可得到大脑在执行阅读任务时的功能映射图。从20世纪70年代开始，MRI就已经被运用于医疗领域，而在过去40年间，这项技术发生了极大的变化。开发MRI技术的先驱是美国伊利诺伊大学的Paul Lauterbur和英国诺丁汉大学的Peter Mansfield。鉴于在这项技术上的杰出工作，他们共同获得了2003年的诺贝尔医学奖。

fMRI的工作原理

fMRI技术中应用最广的方法是血氧水平依赖（blood oxygenation level dependent，BOLD）磁共振成像。这种BOLD成像技术的原理是，神经元功能活动对局部氧耗量和脑血流的影响程度不同，从而导致局部磁场性质变化（朱滢，2014）。当神经元活动增强时，脑功能区皮层的血流量和氧交换增加，但与代谢耗氧量的增加不成比例，一旦超过细胞代谢所需的氧供应量，可导致功能活动区血管结构中氧合血红蛋白相对增加，脱氧血红蛋白相对减少。血红蛋白包括氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白，两种血红蛋白对磁场有完全不同的影响。氧合血红蛋白是抗磁性物质，对质子弛豫没有影响。脱氧血红蛋白是顺磁性物质，fMRI对其在血管结构中的浓度变化极为敏感，当其浓度变化时，可引起局部脑组织信号降低或升高，从而在脑功能活动区显像。此技术称作血氧合度依赖的对比（blood oxygenation level dependent contrast，BOLD contrast）。这种方法可在无需对比剂和放射剂的条件下进行人脑功能定位的研究，并具有较高的空间分辨率。

fMRI的优缺点

1.fMRI的优点

第一，较好的空间分辨率和采样速度。利用fMRI方法定性观察一定刺激下脑功能对应的皮层活动区域，所获得图像的空间分辨率目前可以精确到100μm。fMRI还有较高的采样速度，十分钟内连续拍摄数千张脑状态图是不成问题的，这就使得跟踪比较研究某些认知过程和神经系统功能性疾病成为可能（汪云九，陈润生，唐孝威，1996）。

第二，无损伤性。fMRI是完全无创伤的，可在同一被试身上多次重复实验。

第三，成像能力比较强。fMRI有多个参数可以灵活调配，故可以做从解剖到BOLD、从血管到弥散甚至白质纤维束等多种目的、多种对比的成像（韩世辉，朱滢，2007）。

2.fMRI的缺点

第一，fMRI探测的只是血氧浓度的变化，而不是神经元本身的电活动。其测量的血氧变化信号一般滞后于神经活动4.8s，目前能够达到的时间分辨率最多只有数百毫秒数量级。

第二，fMRI对多种伪迹十分敏感，特别是被试的头动，在整个实验过程中哪怕只有一次几毫米的头动，就可以污染整个实验的数据，严重时甚至使数据完全报废。尽管人们使用了很多固定头部和软件修正的方法，这个问题至今还常常带来不小的困扰（韩世辉等，2007）。

第三，高场强的fMRI对磁化率十分敏感，因此实验中容易出现形变或者是信号失真的情况。

第四，fMRI扫描总是伴随着很强的噪音，对于听觉实验的进行是不利的。

fMRI应用于阅读研究的案例

1.语音和语义的加工是分离的

语音和语义是语言的两个重要组成部分。神经生理学研究发现，左前额叶皮质的下部参与语音和语义的加工，但两者的加工是否存在分离却不清楚。Poldrack等人（2001）利用fMRI研究语音和语义的加工。结果发现，在进行语义加工任务时，左前额叶皮质的下部出现广泛激活；在语音加工任务中，靠近额下沟的左额下回背侧出现激活。比较语义和语音加工，语义加工使左额下回的腹侧优先激活，这表明在左额叶皮质的下部有个分离的区域参与语义加工。

2.词加工的具体性效应的脑机制

具体