2025年2月，智语实验室燕浩教授团队张文嘉副教授在Neuropsychologia期刊发表了题为 “The nature of syntactic working memory during relative clause processing: fMRI evidence from multiple anatomic ROIs” 的文章。

该研究旨在探究汉语句法工作记忆（SWM）在关系从句（RC）处理中的神经机制。具体来说，通过功能磁共振成像（fMRI）记录被者阅读汉语RC时的大脑神经活动，并将额下回（IFG）和颞上回（STG）依据功能划分为多个子兴趣区，同时融合传统激活分析与格兰杰因果（GC）分析。其研究结果从神经层面为汉语主语从句加工优势提供了新的证据，并支持宾语从句加工诱发的更多SWM，同时涉及语言特异性与一般性脑区的协同运作。

一、研究背景

RC是自然语言中常见的嵌套结构，可分为主语关系从句（SRC）和宾语关系从句（ORC）。基于记忆（Memory-based）的相关理论认为，汉语中ORC相比SRC具有加工优势，因为SRC中心语与从句动词的距离更长，需要更多SWM资源。然而，SWM的神经基础（语言特异性vs.一般性）尚存争议。已有研究表明左侧额下回（LIFG）与左侧颞上回（LSTG）是SWM的关键脑区，其中LIFG眶部（LIFG orb）更多涉及语言特异性加工，而LIFG盖部（LIFG oper）更多涉及一般性认知加工。本研究将通过LIFG子区的潜在不同反应，考察SWM到底属于语言特异性还是一般性加工。

二、研究方法

1、被试

25名汉语母语者（10名男性，年龄19-27岁），全部为右利手，无神经或阅读障碍病史。

2、实验材料

32组汉语句子（每组含SRC和ORC各一句），所有句子都是主语修饰（subject modification）结构，所有句子词数相等，并且名词都为有生性名词。每个句子后包含一个探测问题（如，“富豪巴结官员”）。

表1. 汉语宾语关系从句与主语关系从句

3、实验流程

采用序列视觉呈现范式，每个句子分5屏呈现，每屏1200ms，两屏间隔300-500ms。在功能磁共振（fMRI）扫描中，被试完成句子阅读并依据句子意思完成探测问题判断任务。

4、激活分析

分为全脑分析及感兴趣区（ROI）分析。ROI从AAL模板中提取，其中IFG与STG各包含3个子兴趣区，因此，两侧半球共涉及12个ROI。

5、格兰杰因果（GC）分析

基于预先定义的ROI，分析SRC与ORC不同条件下的显著有效连接，并计算条件特异性显著连接。

三、研究结果

1、行为结果

SRC的反应时（956.01ms）显著长于ORC（899.06ms），支持汉语ORC加工的认知负荷更低。二者的准确率无显著差异。

图1. 探测问题的准确率与反应时

2、激活分析结果

全脑分析结果表明SRC比ORC在左侧脑岛延伸至颞上回中后部（LmSTG/LpSTG）区域激活更强；ORC比SRC在右腹内侧前额叶（vmPFC）激活更强，vmPFC属于默认模式网络（DMN）中的经典区域，因而该结果支持ORC加工所需要的认知资源更低。ROI分析结果表明SRC在LIFG oper、LIFG tri、LmSTG、LpSTG的激活更相比ORC更强。

图2. 全脑激活分析结果

图3. ROI激活分析结果

3、GC分析结果

SRC特异性有效连接包括LIFG和LSTG间的交互。其中，LIFG到LSTG的有效连接有两条：LIFG tri / LIFG orb → LmSTG；LSTG到LIFG的有效连接有1条：LpSTG → LIFG orb。与之不同，ORC特异性有效连接不涉及LIFG和LSTG间的交互，而只包括IFG或STG内部的连接：LIFG orb → LIFG oper和RmSTG → RpSTG。

图4. 格兰杰因果分析的条件特异性有效连接

四、总结

本研究行为与传统激活结果均支持基于记忆相关理论对RC加工的解释，中文从句加工中存在ORC优势，即SRC相比ORC加工需更多的SWM资源。此外，中文SRC从句加工中的SWM同时依赖于语言特异性和一般性脑区，其中，SWM诱发的有效连接更多涉及语言特异性脑区（比如，LIFG orb），而其诱发的局部激活更多涉及一般性 加工脑区（比如，LIFG oper）。

【文章信息】

原文：The nature of syntactic working memory during relative clause processing: fMRI evidence from multiple anatomic ROIs

期刊：Neuropsychologia

发表时间：2025.2

DOI：10.1016/j.neuropsychologia.2025.109107