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语言是人类特有的大脑功能,正常的语言功能是人们适应社会环境,实现人生价值的基本工具。然而,人类的语言功能是复杂而神秘的,我们对大脑语言功能的加工机制仍处于一知半解阶段,不断探索与认识大脑语言功能及其康复的基本原理仍是目前脑科学研究的重要内容。得益于功能神经影像技术的发展,语言神经科学家可以以健康被试为研究对象,在无创的条件下研究大脑的语言功能。然而,这种研究工具一般用于研究大脑特定功能与脑区的相关关系,缺少探索脑区与功能的因果联系的能力。本文将借助经颅磁刺激技术(Transcranial Magnetic Stimulation,TMS)对失语症患者和正常成年人的语言相关脑区进行探索——此技术能够调制特定脑区的正常神经活动并影响其功能表达。本研究先以一名左脑卒中后失语症患者为研究对象,根据该患者的大脑受损情况及失语症状,设计并实施了语言康复训练;接着设计了基于TMS技术的语言认知实验,对该患者部分损伤脑区的功能及其语言功能康复进行探索。失语症语言康复训练内容主要是汉字阅读任务、图片命名任务和数字命名任务,并分别在左脑颞顶区前部、颞顶区后部和顶下小叶以及它们在右脑的对应同源区施加重复经颅磁刺激(Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation,rTMS),以激活大脑功能可塑或可能的功能代偿。其中,高频rTMS针对左侧脑区,易化病灶及其周围脑区的神经活动;而低频rTMS针对右侧脑区,抑制可能过度激活的右侧健康脑区的神经活动,通过胼胝体调节左右两侧同源脑区的神经活动的平衡。训练数据表明,经过康复训练后,患者的汉字阅读、图片命名和数字命名能力得到了一定程度的恢复,表明了TMS的神经调控对语言功能起到了一定促进效果,同时患者的主观感觉也肯定了康复效果。另外,本研究结合患者的康复情况,以该失语症患者和正常成年人为研究对象,借助TMS技术进行了语言脑区(左脑额下回和颞顶区)与语言加工过程(中文语音和语义加工)的因果性探索研究。此实验采用了2×2的两因素实验设计,涉及两个脑区(额下回和颞顶区)和两种语言任务(语音和语义任务)。实验中需要被试在TMS刺激靶向脑区之前和之后完成语言任务,并记录被试的反应时和正确率。实验采取的TMS方式为高频间歇性簇状爆发刺激(Intermittent Theta Burst Stimulation,iTBS)。该方式能达到与rTMS相同的效果,但所需的刺激强度较弱,非常适合对TMS刺激较为敏感的额下回。通过实验发现,相比于正常成年人,患者完成语言任务的正确率在TMS刺激Broca区和位于颞顶区的缘上回(Supramarginal Gyrus,SMG)后有了显著的提升,而对于正常被试则无此效应。此外,研究还发现TMS刺激Broca区显著提高了患者的语音任务的正确率,说明了SMG脑区受损比较严重的情况下,Broca区可能起到了一定的代偿作用。此结果也在失语症康复训练中得到验证并相互补充,表明了TMS技术的神经调控作用在大脑语言功能研究和康复治疗方面的有效性和可行性。