經顱直流電刺激促進漢字音形義加工探究

米久永,魏 強,童 曼,高天嬌

(江漢大學教育學院，湖北武漢,430056)

經顱直流電刺激促進漢字音形義加工探究

米久永,魏 強,童 曼,高天嬌

(江漢大學教育學院，湖北武漢,430056)

目的 探討經顱直流電刺激對漢字字音、字形、字義加工的影響。方法 通過對15名被試的額中回區域進行經顱直流電刺激（transcranial direct current stimulation，tDCS），完成對字音、字形、偽字是與否的判斷任務，檢驗前后測之間和字音、字形、偽字之間的差異性。結果 （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）在反應時上，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），差異具有統計學意義（P<0.05）。結論 tDCS在一定程度上對漢字音、形、義的認知過程具有促進作用。

經顱直流電刺激（tDCS）；漢字；失語癥康復

經顱直流電刺激（transcranial direct current stimulation，tDCS)是一種非侵入性的，利用恒定、低強度直流電調節大腦皮層神經元活動的技術。它是通過頭部表面電極引入電流，對顱內中樞神經系統施加刺激以達到影響和改善腦功能的目的，具有無痛、無創、易于操作、效果顯著等特點。因此已引起臨床神經-精神科、癲癇、帕金森治療和腦功能研究等相關人員的關注。Pascale Sandmann等人采用tDCS對工作記憶的研究顯示：通過tDCS參與工作記憶性能機制的調節，其工作記憶的效果有顯著的提

失語癥是由于腦損傷導致喪失口語、文字表達和領悟能力的疾病。近年來很多學者對此進行了研究，常見的康復治療方法有：阻斷去除、功能重組、SchuelI刺激、旋律語調治等，并取得了比較好的療效。本研究通過徑顱直流電對腦部的額中回進行刺激，探討徑顱直流電刺激對漢字加工的影響，從行為學方面為語言障礙患者的康復尋找途徑。

1 對象與方法

1.1 對象

實驗對象為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,母語為漢語，均可以說流利的普通話。身體健康無神經系統疾病,沒有腦部損傷史,視力或矯正視力正常，實驗完成后付給一定報酬。

1.2 方法

1.2.1 研究工具與材料：刺激呈現儀為17英寸CRT顯示器，BrainSTIM1.0，Presentation程序編輯軟件，SPSS11.5統計軟件。實驗材料分為同音字判斷（如：西 希）、字形判斷（如：網 晚）、偽字判斷（如：捚刞）三類。偽字的結構符合漢字的規則，但沒有實際意義。三類共計600個漢字字符。除偽字外，其他漢字材料選自《漢字頻度統計表》中的一級和二級常用字[16]。三類字符的平均筆畫數為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 實驗程序：實驗范式為是否判斷任務。實驗分為前測和后測，前后測的材料各不相同，后測距前測一個星期。在后測開始之前，需要給被試時長為20分鐘的經顱直流電刺激，電流大小為1.5毫安 mA。電流經過15秒從0 mA升到穩定值1.5 mA，刺激結束時電流經過15秒從1.5 mA降到0 mA，刺激部位10×20國際標準腦電帽定位在AF3、F3、F5、FC5、FC3、F1區域。實驗材料分為同音字、字形、偽字三組，每組100對。整個實驗有60個組塊，每個組塊包括5個試次，每個試次之間隨機呈現，每個試次呈現500 ms，每個試次之間相隔2000ms，視距為80cm，視角為5.21°×3.65°。每個組塊呈現之前，都會提示所要完成的任務類型。具體過程如下圖所示。被試的任務是在保證正確的前提下，對三種類型的刺激盡快做出反應。同音字判斷組所呈現兩個字是否同音，如果同音按“Z”鍵做反應，如果不同音則按“X” 鍵做反應；字形和偽字的判斷方法相同，即所呈現的兩個字是否相同，相同按“Z”鍵做反應，不同則按“X” 鍵做反應。正式實驗前被試先進行練習，練習材料不與正實驗的材料重復。被試報告已經熟悉實驗之后進行正式實驗，實驗過程中被試可以進行適當休息。

1.2.3 評價指標：本研究的評價指標為實驗前后測被試的正確率和反應時。

1.2.4 統計方法：采用SPSS17.0統計軟件進行分析，數據資料采用方差分析和t檢驗。以P<0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 刺激前后正確率的比較

通過經顱直流電刺激（tDCS），在正確率這個維度上后測字音判斷組、字形判斷組、偽字判斷組明顯優于前測。刺激前后的差異具有統計學意義（P<0.05），見表1。

表1 刺激前后正確的率比較

表2 刺激前后反應時的比較

2.2 刺激前后反應時比較

經過經顱直流電刺激（tDCS）之后，在反應時這個維度上后測字音判斷組、字形判斷組、偽字判斷組明顯快于前測。刺激前后的差異具有統計學意義（P<0.05），見表2。

3 討論

本研究主要是探討經顱直流電刺激對漢字工作記憶的影響。結果發現通過經顱直流電刺激之后，對漢字的字音、字義、字形加工都有明顯的促進作用，加快了對漢字信息的加工處理。在正確率維度上前后測高于前測，并且存在顯著性差異。在反應時這個維度上個體對漢字字符加工時， 對字形和偽字的加工明顯快于對字音的加工，這是因為對同音字組的加工存在聽覺編碼和視覺編碼；而在對字形和偽字加工時處不存在顯著性差異，是因為對字形和偽字的判斷不存在聽覺編碼這一過程。這一結果也從行為方面證明了Wen-Jui Kuo等的結果，即個體在對漢字字符加工時，對字音的處理激活了更大腦區。經過tDCS處理之后，對同音字判斷、字形判斷、偽字判斷的加工在時間進程上均明顯加快，各個條件的前后測差異顯著。

在本研究的過程中為減少被試對任務的練習效應，前后測采用不同的材料，并且前、后測相隔的時間均在一周以上。所以研究結果具有較高的可信度，從數據結果來看，可以說tDCS處理在一定程度上能夠促進大腦對漢字工作記憶的加工。這為語言障礙、癲癇、帕金森等患者的治療提供了一些依據，也為腦功能的研究和開發提供了方向。本次研究只是將電刺激的陽極定在額中回，而大腦的活動大多是電生理活動，tDCS處理增強區域可能還有其他腦區，這一點還有待進一步證明。另外，經顱電刺激是短時性激活腦部更多區域，還是使大腦某些神經突觸極化，這一點還有待深入研究。

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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

人力資源和社會保障部啟動基金項目，項目編號：2013091104：武漢市教育局2014年教研項目，項目編號：2014091