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1、脑损伤病人的言语障碍 -认知神经心理学研究途径,舒华 韩在柱 认知科学与学习教育部重点实验室 北京师范大学心理学院 毕彦超 认知神经心理学实验室 美国哈佛大学心理系,认知神经心理学的概念 (Cognitive neuropsychology）,认知神经心理学是当代脑科学研究中的基础和主导领域，为目前发展最为迅速的前沿学科之一。 认知神经心理学研究的主要课题是知觉、注意、言语、记忆、思维等人类心理活动的认知神经结构。 它以认知能力异常者为研究对象，通过患者特异性受损和保留的认知环节来推知人类正常的认知结构和加工方式。 认知神经心理学是神经科学、心理学和认知科学相互融合的产物。,研究人的认知活动的
2、途径,认知心理学： 探讨人的知觉、注意、记忆、语言、思维等认知过程，揭示人的智力的本质的科学； 常用方法： 反应时记录法； 基本思想： 记录认知能力正常的被试完成一些特定认知任务的反应时， 分析被试脑中发生的信息加工过程， 发展关于脑中认知过程的表征和加工理论， 基于理论预期在某种实验中应出现的结果。,口语词汇产生: 直接通达模型（direct access model),（Butterworth，1989；1992；Morton，1970；1985 羊 牛,语义系统,语音形式,SPEECH,语言产生研究的一般实验范式 （Damian，1999),+,+,SOA=0 目标图 干扰词 控制词 启
3、动 （语义有关） （无关） 羊 牛 木 830 814 -16 SOA=57ms 目标图 干扰词 控制词 启动 （语音相同） （无关） 羊 阳 木 793 814 +21,认知心理学途径的弱点： 正常人的认知加工自动化、迅速、容易，使人们很难揭示这些能力所基于的心理和神经机制。 1、有些细小的过程无法区分； 2、间接推论，无法直接证明； 3、未能与认知过程的物质基础 - 脑的结构与功能 - 相关联。,自19世纪以来，人们相继发现不同脑组织受损的患者会表现出形式有别的心理加工障碍，尤其是一些障碍仅表现在某一（或某些）具体细小的加工环节上。 Fodor(1983)的著作“The modularit
4、y of Mind ”提出大脑的机能组块理论，从认知的角度的大脑功能系统进行了解释。 基本假设：人脑的认知系统是由许许多多模块组成的，这些模块有些负责视觉，有些负责听觉，有些负责语法，任务专一，而且相互独立。,在过去的三十年间，模块化理论吸引了许多心理学家的兴趣，导致了大量研究和激烈的争论。 目前，功能核磁共振脑成像研究、脑损伤障碍病人研究等为模块化理论提供了许多证据。,1977年，在英国牛津大学召开了一个“深层阅读障碍（Deep dyslexia)”研讨会，标志着认知神经心理学的诞生。 1980年，出版了第一本解决认知神经心理学研究方法的书“Deep Dyslexia”。 1984年，“Co
5、gnitive Neuropsychology”杂志首期发行。,神经损伤打开了研究人的认知过程的一扇窗户，认知神经心理学透过这扇窗户帮助研究者理解正常的认知加工和表征。 脑损伤病人的认知功能障碍为建立认知理论提供了宝贵的资源。一个具有普遍性的认知理论不仅能对正常人的行为表现做出解释，而且也能对患者的认知障碍模式进行说明，同时还能对障碍发生的环节和表现方式做出一定预期。 认知神经心理学与神经心理学的不同点：通过病人损伤和保存的行为模式揭示人类认知的结构、组织和加工，而重点不在于定义或描述各种障碍，如运动性失语，感觉性失语、传导性失语等。,认知神经心理学的基本假设,. 模块（modularity)
6、 视觉理解模型 (引自Rapp, 2001 ) 在一个大的模块内也可能包含有多个小模块 功能结构（functional architecture),视觉再认单元(字词、实物、面孔）,语义系统,视觉特征分析器,功能模块化（functional modularity） 人类的认知过程是由一系列相对独立的成分协同完成的，这些成分不仅在结构上彼此分离，而且在功能上也相对自主。它们各司其责，彼此合作，致使信息在整个系统中有序地传递，最终完成认知加工过程（Foder，1983；Coltheart，2001）。 这种模块化的结构方式便可能会引起功能的特异性障碍。,解剖模块化（anatomical modul
7、arity） 特定的认知功能由专门的脑神经组织承载，而不是弥散于全脑。不同的认知环节可能有自身相对独立的神经基础，局部脑损伤会导致认知功能的选择性障碍。 这意味着，认知过程在解剖上也呈模块化。,功能结构无个体差异（uniformity of functional architecture across people） 对于人类共同具有的一些基本的认知过程来说，个体间的功能结构大体相同，无明显差异。 个案研究是认知神经心理学的重要研究方法。,缩减性（subtractivity） 当患者的病变造成某一个或某些认知途径受到损伤时，有时会有其它途径加以补偿。但这种新启用的认知途径其实在正常人的认知结构
8、中已经存在，只是正常人可能不使用或较少使用它，而患者在病理条件下却充分调用了该途径。,“cat” “boy-girl”,例如，研究表明，英文字词阅读有三条基本通路：词典外通路、直接的词典通路和语义中介的词典通路。 正常人阅读时一般不使用语义中介的词典通路，而深层阅读障碍（deep dyslexia）病人阅读时却充分启用了该通路，这是因为这类患者的其它两条通路发生了严重障碍。,认知神经心理学的基本方法,描述病人的三种方法： 1、任务的行为描述： 编制细致的认知任务，分析完成任务所需要的认知环节； 2、损伤神经结构的描述： 检查、确定患者的损伤部位； 3、损伤认知功能的描述： 通过测查，确定患者认
9、知系统中特定的障碍环节和正常环节。,研究的基本问题： 1、在输入和输出之间有哪些认知过程？ 2、这些认知过程是如何组织的？他们之间如何交互作用？ 主要研究方法： 个案研究； 选配对照组的两种方式： 1、正常人； 2、病人；,常用测验任务举例,理解能力测验 (听觉、视觉) 词/图匹配 (word/picture matching) 图形核证（picture verification） 词汇判断 (word decision) 产生能力测验（口语、书写） 图形命名（picture naming） 物体命名（object naming） 根据定义命名 (definition to naming) 事
10、件描述 (event description) 复述（repetition） 阅读 (reading) 听写 (dictation),语音输入词典,字形输出词典,语音输出词典,字形输入词典,语义系统,/ pinggu / 苹 果,一种词典功能结构简图 （引自 Shelton 和 Caramazza，1999）,词-图匹配（视觉/听觉理解）,苹果,图形核证（视觉理解）,香蕉,苹果,语音输入词典,字形输出词典,语音输出词典,字形输入词典,语义系统,/ pinggu / 苹 果,一种词典功能结构简图 （引自 Shelton 和 Caramazza，1999）,图形命名/写名,语音输入词典,字形输出词
11、典,语音输出词典,字形输入词典,语义系统,/ pinggu / 苹 果,一种词典功能结构简图 （引自 Shelton 和 Caramazza，1999）,研究途径： 比较患者在不同任务间的作业成绩或错误类型，着重分析患者表现出障碍的任务与其他任务之间的关系。 关系可分为：相关(association)和分离(dissociation), 分离又可以分为单分离(single dissociation)和双分离(double dissociation)。,方法一,相关（association) 在同一类控制变量下要求患者完成两项不同任务，如果患者在两种任务上均表现出障碍，则称这两种任务间具有相关。
12、 可能的原因：完成两种任务共同需要的认知成分受损。 利用相关的方法有助于找出两个任务间共同的加工环节。,患者KE 的测验结果 听觉理解 视觉理解 口语产生 字形产生 - - （Hillis，Rapp，Romani et al，1990 ） KE的主要障碍部位可能源于一个共同的加工机制。结合其他数据分析发现，这个共同的成分是语义系统。,语音输入词典,字形输出词典,语音输出词典,字形输入词典,语义系统,/ pinggu / 苹 果,一种词典功能结构简图 （引自 Shelton 和 Caramazza，1999）,方法二,单分离（single dissociation) 在同一类控制变量下要求患者完
13、成两种任务，如果患者仅在其中一种任务上表现出障碍，或其中一种任务障碍的程度严重于另一种任务，则这两种任务间表现为单分离。 可能的原因：两种任务有不同的加工机制，其中一种受到了损伤，而另一种保持正常；由此表明这两个任务的认知机制是相对独立的。 利用单分离方法有助于区分两个独立的加工环节。,HW SJD 名词 动词 名词 动词 - 口语输出 字形输出 - （Caramazza and Hills, Nature, 1991),语音输入词典,字形输出词典,语音输出词典,字形输入词典,语义系统,/ pinggu / 苹 果,一种词典功能结构简图 （引自 Shelton 和 Caramazza，1999）,动词,名词,方法三,双分离（double dissociation) 在同一类控制变量下要求两位患者完成两种不同任务，第一位病人仅在其中一种任务上表现出障碍，或其中一种任务障碍的程度严重于另一种任务，而第二位病人在两种任务间的障碍模式却与第一位截然相反，则这两种任务间表现为双分离。同一个病人身上也可表现出双重分离。 利用双分离方法可以更有说服力地区分两个独立的加工环节。,E B A 的测验结果 - 动词 名词 字形输入 口语输出 - （ Hills and Caramazza, Brain and Language,
