实验四 言语行为与语义的关系

一、实验目的

1、了解fMRI实验原理，并能根据要求设计出相应的实验过程

2、了解fMRI数据的采集

3、能独立对采集的数据进行处理和分析，得出结论

二、实验要求

1、实验前，熟悉fMRI采集系统，可熟练运用E-prime软件编写实验程序

2、可以对系统采集的数据进行处理，并且能得出正确的结论。

三、实验内容

本实验的研究目的是通过考察言语行为对语义加工的影响以及语义对言语行为加工的影响，明确言语行为加工与语义加工的互动关系，进一步完善对言语行为神经机制的研究。

鉴于以上研究目的，通过合理控制答句的语义类型（功能上是否与手部运动有关）和言语行为类型（“陈述”行为和“建议”行为），考察在“陈述”行为和“建议”行为条件下的语义加工以及不同语义条件下的言语行为加工，探讨言语行为的理解对语义加工的影响，明确言语行为加工和语义加工的互动关系。

语料的筛选

实验语料采用问句——答句这种日常对话模式，答句由双音节名词充当，与实验一相同，答句均实施一种直接言语行为。通过控制答句的言语行为类型（陈述vs建议）和语义次范畴（与手运动相关的名词vs与手运动无关的名词）两种因素形成四种条件对话，每种类型的条件对话各40个，共计160个。所有的语料在实验前都进行可接受度测查，答句在词频、词性、具体性和语义次范畴（是否与手的运动相关）等方面进行严格筛选，最终敲定合适的语料（根据5度量表，选取在词频、词性和具体性方面没有显著性差异，但在是否与手部运动有关方面存在显著性差异的名词充当答句）。

编辑程序

运用E-prime软件将筛选的语料进行编程，采取组块设计，实验时长不超过10分钟。

筛选被试

实验拟需要20名被试（10男10女），汉语母语者，均为在校大学生。所有被试均为右利手，视力或矫正后视力正常，无脑外伤和神经系统病史或家族遗传病史，体内无任何植入性医疗设备。所有被试自愿参加本实验，实验前签署知情同意书，并填写相关基本信息。实验正式开始之前进行适当的实验练习，确保被试适应实验环境并熟悉实验过程。实验结束后填写实验反馈问卷并给予一定的报酬。

数据的采集与处理

本研究的 fMRI 实验在江苏师范大学语言科学学院功能磁共振实验室进行，实验设备为美国 GE 医疗设备公司生产的MR750 3.0 T的磁共振仪器。实验程序采用E-prime 2.0编写。为了防止被试头部移动等影响，用泡沫垫、真空囊等对头部加以固定，要求被试尽量保持头部不动。实验中被试佩戴专用耳塞以减少机器扫描过程中所产生的噪音的干扰。

实验前进行预扫描，以确保磁场达到稳定状态。每个被试均扫描全脑高分辨率的T1加权序列结构像，体素大小为3ｘ3ｘ3mm³。功能像T2加权像利用平面回波成像梯度回波序列。TR= 2000 ms，TE（回波时间）=35 ms，反转角为90°，FOV 为24ｘ24 cm，像素矩阵为64ｘ64，层厚为4.0 mm ，层间隔为1 mm。

数据处理软件为 Matlab 下运行的 SPM 8 软件包（英国伦敦威廉信托神经影像中心，http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm）。处理步骤包括：

（1）格式转换：通过 DICOM import 命令将原始数据（功能像和3D 像）转换为 SPM 8 所需要的格式；

（2）时间校准（slice timing）：纠正层与层之间的时间差；

（3）空间校准（realignment）：校正被试头动情况并且根据头动的幅度决定是否放弃该数据，本研究中，被试x，y，z轴中任一个方向头动幅度超过3 cm，该被试的数据则被剔除；

（4）标准化（Normalise）：将不同容积及形状的被试的大脑放到一个标准空间里，用一个公用的坐标系去描述具体的一个位置；

（5）平滑（Smooth）将功能像文件平滑；

（6）建模：设置各个实验任务的相关参数，然后在新的文件夹中会生成单个被试的实验结果，可以看到被试的脑部激活情况以及激活坐标等；

（7）批处理和组分析：对每一个被试的实验结果进行建模即可以进行批处理和组分析，将所有被试的实验结果进行对比分析，从而得出激活脑区的差异等。

实验结果

通过自己实验程序所考察的内容，以及分析处理后的脑激活图像，明确言语行为加工与语义加工的互动关系，进一步完善对言语行为神经机制的研究。