科研进展｜中科院心理所近期研究汇总

本文来源：中科院心理所网址

作者: 中国科学院行为科学院重点实验室 杜忆研究组 ║ 日期: 2021/11/19 

　　针对这一问题，中国科学院行为科学院重点实验室杜忆研究组采用非侵入性精密计时双脉冲经颅磁刺激（double-pulse TMS）技术，将手势和言语信息的整合过程分成以40ms为单位的时间窗，在每个时间窗上分别对多模态语义表征核心脑区——后侧颞中回（pMTG）和语义控制核心脑区——额下回（IFG）实施双脉冲TMS刺激（图1），以期获得两个系统的因果性时间动态加工机制。

　　实验中，研究者根据言语词汇的加工过程将手势和言语的整合分成词汇前的语音阶段和词汇后的语义加工阶段。词汇前阶段包含3个时间窗（TW1,TW2, TW3），词汇后阶段包含5个时间窗(TW4-TW8)。实验招募了26名年轻被试，通过被试内设计分别刺激IFG，pMTG和头顶（Vertex控制条件），实验共包含24个block，分4次每次间隔5-7天完成。实验从两个维度操纵了手势-言语信息的一致性，包含语义一致（呈现“剪”的语音和“剪纸”的手势动作）和语义不一致（呈现“剪”的语音和“喷水”的手势动作），以及性别一致（说话人和做手势动作的人都是男性）和性别不一致（说话人是男性，做手势动作的人是女性）条件。实验要求被试看着屏幕，但是只对听到的讲话人性别做出判断。

图1. 刺激呈现及双脉冲TMS 刺激施加于不同时间窗的示意图

DP表示手势的区分时间点（discrimination point）,IP表示言语的识别时间点（identification point）

　　研究结果发现，在控制条件下（刺激Vertex）出现了典型的语义一致性效应，即语义不一致条件下的反应时显著大于语义一致条件下的反应时，说明手势与言语存在自动化的语义整合。以语义一致性效应量作为手势-言语整合的行为指标，相对于控制条件，刺激pMTG时在TW1,TW2和TW7三个时间窗出现了手势-言语整合效应的显著性降低，而当TMS实施于IFG时，则出现了TW3和TW6下手势-言语整合效应的显著性降低（图2）。

图2. TMS选择性地在IFG和pMTG的不同时间窗影响了手势和言语的整合

　　根据结果，研究提出了手势-言语的两阶段整合环路。第一个阶段是词汇前的语音加工阶段，在这一阶段，语音信息的输入一方面自下而上地激活了位于颞上回和颞上沟（STG/S）的语音表征，另一方面又受到先呈现的手势信息的自上而下的词汇语义约束。在这一过程中，手势对言语的调控先发生于pMTG，后出现于IFG，提示存在pMTG向IFG的前馈投射。第二个阶段是词汇后的语义加工阶段，手势的语义信息和言语的语义信息整合形成统一的语义表征。在这一过程中，IFG比pMTG更早参与到整合过程，提示存在IFG向pMTG的反馈调节（图3）。

图3. (A) 不同加工阶段手势-言语整合受到TMS影响的脑区汇总图。（B）手势-言语两阶段加工环路假设

　　该研究为多模态语义整合的动态脑环路机制提供了因果性证据，揭示了额叶语义控制系统与颞叶语义表征系统的动态交互过程。

　　该研究得到国家自然科学基金（31800964, 31822024）、心理所青年人才启动项目（Y8CX382005）和中国科学院战略性先导科技专项（XDB32010300）的资助。

　　心理所助理研究员赵婉莹是该研究的第一作者，杜忆研究员为通讯作者。

　　相关论文已在线发表于The Journal of Neuroscience。

　　论文信息：

　　Zhao, W., Li, Y., & Du, Y. (2021). TMS reveals dynamic interaction between inferior frontal gyrus and posterior middle temporal gyrus in gesture-speech semantic integration. The Journal of Neuroscience, JN-RM-1355-1321. https://doi.org/10.1523/jneurosci.1355-21.2021

作者: 中国科学院行为科学重点实验室 李甦研究组 ║ 日期: 2021/11/12 

阅读能力是个体学习的重要基础，其发展是一个复杂且漫长的过程。在接受正式的学校教育前，幼儿已获得了一些重要的读写技能，这些读写技能是阅读发展的重要基础。长期以来，研究者致力于探索影响早期阅读学习的因素。其中，大量研究证据都揭示了环境因素的重要作用。在学前期，家庭是影响儿童发展的重要环境因素。父母为儿童提供的阅读资源以及父母在日常生活中和儿童一起进行的读写活动都对阅读发展有着重要帮助，这些均可称为儿童的家庭读写环境(home literacy environment)。

　　家庭读写模型(home literacy model)将儿童的家庭读写环境划分为非正式 (informal)和正式(formal)的家庭读写环境两大方面。前者主要包括家庭阅读资源（如家庭拥有的儿童图书量、陪孩子去图书馆/书店的频率等）和亲子共读活动（如父母陪孩子看书/讲故事等）；后者则主要包括父母教育（如父母教孩子学习字母、拼音以及阅读和书写一些简单的字等）。两者从不同的路径影响阅读发展，非正式的家庭读写环境对儿童口语能力（如词汇）的发展有着直接的作用，而正式的家庭读写环境则对读写技能（如语音意识、文字识别）的发展有着直接的作用。许多西方文字系统下的家庭读写环境研究支持了上述模型中的观点，但在汉语背景下，围绕学前期家庭读写环境的研究较少，特别是对学前期幼儿的家庭读写环境特征及其在不同年龄儿童阅读发展中的作用的研究。

　　近期，中国科学院行为科学重点实验室李甦研究组开展了一项研究，探究汉语3-6岁儿童的家庭读写环境特征以及家庭读写环境在不同年龄儿童汉字阅读中的作用。由于儿童的阅读兴趣是影响亲子共读以及早期阅读发展的重要因素，因此，该研究采用广义的家庭读写模型理论，将儿童的读写兴趣纳入到家庭读写环境的测查中。研究共招募了223名来自北京市和上海市的3-6岁儿童，分为4个年龄组。采用汉字识别任务测查所有儿童的汉字阅读能力，由家长填写家庭读写环境问卷以测查家庭读写环境特征，主要涉及家庭图书量、父母的阅读习惯、亲子读写活动、父母在儿童阅读活动中的参与程度以及儿童对文字的兴趣等方面。

　　结果显示，来自北京市和上海市的3-6岁学前儿童有着丰富的家庭读写环境。采用主成分分析法从家庭读写环境问卷的条目中提取了3个因子：（1）家庭阅读资源(home reading resources, HRR)——涉及家庭中的儿童图书量和故事书量；（2）父母阅读教育(parent reading instruction, PRI)——涵盖亲子共读开始时间及频率、拼音教学以及父母在儿童阅读活动中的参与度；（3）儿童对文字的兴趣(children’s interest in print, CIP)——包括儿童询问日常生活中和电视等媒体中不认识的汉字的频率以及父母的阅读频率。结果发现，不同年龄儿童的家庭读写环境特征存在显著差异（如表1所示）。这反映出随着儿童年龄或者发展状态的变化，父母会调整家庭读写环境以帮助儿童更好地学习阅读。

表1. 3-6岁儿童汉字阅读和家庭读写环境各因子得分

　　此外，结果还发现，家庭读写环境对阅读能力的作用在不同年龄的儿童中表现出不同的模式（如表2所示）。对于阅读经验相对较少的3岁儿童来说，一般性的家庭环境（SES）发挥着重要作用。随着儿童文字经验的增长，父母阅读教育（PRI）以及儿童对文字的兴趣（CIP）的作用开始凸显。到6岁时，儿童已经积累了较多的阅读经验，丰富的家庭阅读资源（HRR）有助于增加他们学习和使用文字的机会，进而有助于其阅读能力的增长。此外，父母的阅读教育也能为其阅读学习提供帮助。

表2. 家庭读写环境在不同年龄儿童汉字阅读中的作用

　　该研究揭示了汉语背景下3-6岁儿童家庭读写环境的变化，提示父母根据儿童的发展状态或能力变化相应地调整家庭读写环境会帮助儿童更好地发展。更为重要的是，研究中揭示了家庭读写环境对不同年龄儿童阅读能力的作用模式，有助于理解家庭环境因素对早期阅读发展的影响。同时，研究结果也说明儿童的读写兴趣对于早期阅读发展的重要性。

　　该研究获得国家自然科学基金项目（31571140）的资助。

　　研究成果已在线发表于Reading and Writing: An Interdisciplinary Journal。

　　论文信息：

　　Li, X., & Li, S. (2021). The varied influence of the home literacy environment on Chinese preschoolers’ word reading skills. Reading and Writing: An Interdisciplinary Journal. https://doi.org/10.1007/s11145-021-10212-y

作者: 中国科学院心理健康重点实验室 胡理研究组 ║ 日期: 2021/11/11 

疼痛敏感性存在较大的个体差异，性别是众多影响疼痛敏感性个体差异的重要因素之一。疼痛敏感性的性别差异具体表现在女性较男性对多种模态的伤害性刺激诱发的疼痛有更高的敏感性。此外，负性情绪与疼痛感知有密切联系，且已有研究报告女性会较男性会体验到更多的负性情绪。然而，对于不同类型（高阶/低阶）的负性情绪在疼痛敏感性性别差异中的确切作用仍不清楚，且是否存在一些脑结构或静息态脑功能特征可直接或者通过调节负性情绪导致疼痛敏感性的性别差异还需要进一步探究。

　　为回答以上问题，中国科学院心理健康重点实验室胡理研究组开展了一项以450名健康被试（160名男性和290名女性）为研究对象的大样本研究，通过心理物理学方法和磁共振脑成像技术采集包含行为学、结构像和静息态功能像数据，以系统研究负性情绪在疼痛敏感性性别差异中的作用及其脑机制。

　　首先，该研究通过问卷测量和冷压痛测试方法分别采集了被试的负性情绪水平（包括疼痛恐惧、疼痛相关的焦虑、特质焦虑、抑郁）和疼痛敏感性（疼痛阈限、耐受阈限），探究负性情绪在疼痛敏感性性别差异中的作用。结果发现女性的疼痛敏感性及与疼痛相关的负性情绪评分（疼痛恐惧和焦虑）显著高于男性，且所有被试的疼痛恐惧和焦虑评分与其疼痛阈限和耐受阈限呈负相关（图1）。一系列的中介分析结果显示，疼痛恐惧和疼痛焦虑在性别和疼痛阈限之间的关系中起连续补充性的中介作用，在性别与疼痛耐受阈限的关系中起连续的间接的中介作用。

图1. 疼痛敏感性和负性情绪评分的性别差异

　　其次，该研究还提取了被试的脑结构指标（皮层厚度和皮层下结构体积），通过模型构建性别、脑结构特征、疼痛相关负性情绪和疼痛敏感性之间的关系。结果发现，男性的杏仁核体积显著大于女性（图2）；疼痛恐惧与左侧杏仁核的灰质体积，特别是其亚核中的外侧核、基底核、副基底核以及皮质-杏仁核过渡区的体积，呈显著负相关；中介分析结果显示，左侧杏仁核的外侧核和基底核体积在性别和疼痛恐惧之间起互补性中介作用。最终的结构方程模型进一步揭示了杏仁核的外侧核和基底核体积可以通过调节疼痛恐惧的性别差异进而影响疼痛焦虑，最终对痛敏感性的性别差异产生影响（图3）。

图2. 皮层下脑区体积的性别差异

图3. 性别、杏仁核体积、疼痛相关负性情绪及疼痛敏感性关系的综合模型

　　综上所述，该研究结果表明，疼痛恐惧和疼痛焦虑介导了疼痛敏感性的性别差异，且它们对疼痛阈限和耐受阈限性别差异的作用模式不完全相同，提示与疼痛阈限直接受性别影响相比，疼痛耐受阈限可能负载更多的心理成分。该研究强调了疼痛相关负性情绪及杏仁核的结构在疼痛敏感性性别差异中的重要作用，加深了研究者对疼痛敏感性性别差异的神经心理学机制的理解，并对临床实践中如何实现个体化疼痛评估和管理提供了思路。

　　该研究受国家自然科学基金委项目（31800926, 32071061和31822025）和中国科学院心理研究所科研启动基金（Y8CX351005）资助。 

　　该研究成果已在线发表在NeuroImage。 

　　论文信息： 

　　Zhang, H., Bi, Y., Lu, X., Hou, X., Tu, Y., & Hu, L. (2021). The role of negative emotions in sex differences in pain sensitivity. NeuroImage. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2021.118685

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