阅读理解是人类的一项重要活动,是文化传承的一种重要方式。在阅读理解中,我们显然不仅仅在识别一个词或者一个短语。非常重要的一个环节是,如何将单字、词、短语的信息在句子层面整合起来以帮助人类得到一个完整连贯的意义表达的,并获得更高层面的意义表征。对于语义整合神经机制的研究不仅有助于人类心理表征、信息更新等一系列重大问题的解决,还有助于增强大脑损伤患者语言能力评估的有效性以及揭示精神障碍患者的心理表征机制。　　 尽管关于句子阅读理解的功能定位和神经机制已经取得了重要的进展,但由于研究技术、研究范式不同,目前还存在较大的争议。本研究在系统分析前人理论与实验的基础上,针对当前的研究分歧,通过改进实验范式,采用多任务设计,以及采用事件相关电位和功能磁共振结合分析技术,深入考察了语义整合的功能定位及其神经机制。具体包括三个实验。　　 实验一的目的是考察语义整合是由额下回还是颞叶前部负责完成。这一问题是当前不同理论模型关于语义整合功能定位的主要分歧。Memory UnificationControl(MUC)理论认为,语义整合是由额下回负责的,而Bilateral ActivationIntegration Selection(BAIS)以及N400产生源模型认为,语义整合是由颞叶前部负责。在实验一中,改进以往只设置合理句和违背句两种条件的违背范式,设置了只有关键词存在差异的合理句、小违背句和大违背句三种实验条件各66句。由于在大小违背两个条件里都不是合理句,被试都需要作出否定判断,因此相对于违背和正常条件来说,大小违背之间具有更强的可比性,在揭示语义整合的功能定位这一问题上具有更好的实验效度。由于小违背条件关键词与合理句关键词相关性较高,小违背句子能够进行一定的语义整合；而在大违背条件下,关键词与合理句关键词之间相关性较弱,大违背更容易判断为不合理,理论上,小违背的语义整合强度比大违背更强。实验过程中,要求被试阅读整句同时呈现的句子,并对其合理性进行判断。16名健康志愿者fMRI数据分析表明,虽然单个条件减休息时在三种实验条件下都看到双侧额叶、颞叶前部、颞叶后部的激活,小违背比大违背激活更强的区域并没有包括颞叶前部,而激活了双侧额下回、额中回、内侧额叶、辅助运动前区、中央前回、尾状核、视觉区及扣带后回等区域。这一结果表明语义整合更有可能是由额下回负责完成的,支持了MUC模型。　　 实验二的目的是,结合参数设计和多任务设计,通过分析跨任务一致的语义整合参数式调节效应来寻找语义整合的功能定位。由于以往有研究者提出,额下回的激活并不是因为语义整合,而是因为实验任务引起的策略性加工、控制性加工所导致,而在实验一中,我们采用了语义合理性判断,因而有可能混淆了语义整合效应和任务导致的控制性加工效应。为了更好地分离语义整合效应,在实验二中,采用参数式设计,编制了包括高预期、低预期和违背三种语义整合难度逐渐增加的实验条件的句子216套,同时设置了语义合理性判断任务、字形大小一致性判断任务和自然阅读三种实验状态,以期更好地获得跨任务一致的语义整合效应。正式实验时,句子逐词呈现在屏幕中,句子呈现完之后被试在三个组块里分别进行合理性判断、字形判断或休息(自然阅读时)。锁定关键词呈现时间段的fMRI分析显示,在语义任务下出现参数式效应的区域包括双侧额中/下回,内侧额叶/扣带回及豆状核;在自然阅读状态下出现参数式效应的区域包括双侧额中/下回,内侧额叶,左侧颞上/中回后部及左侧顶上小叶。在字形判断任务中出现参数式调节效应的只有左侧额下回。在三种实验状态中都出现参数式调节效应的区域是左侧额下回,且在三种实验状态下都没有看到颞叶前部的激活。这进一步表明颞叶前部不是语义整合的关键区。而在字形判断任务下,语义整合实际上完全是一种内隐加工状态,此时仍然发现了额下回的语义整合调节效应,这表明,额下回在语义整合中的作用不能用任务导向的控制性加工来解释。　　 实验三的目的是,通过参数式实验设计,采用EEG-fMRI同步记录分析技术,进一步考察语义整合的功能定位及其神经机制。在以往的语义整合研究中通常采用单纯的fMRI技术来收集数据,例如在违背范式中通过违背和合理条件之间相减以获得语义整合的功能定位,这种设计不足的本质在于,由于fMRI测量到的信号具有低时间分辨率特点,因而容易混淆语义整合和非语义整合的效应。例如,在实验一和实验二的语义判断任务及自然阅读状态下,即便采用参数式设计,仍然发现,激活区除了额下回等语言区之外,还包括许多以往被认为负责一般性错误监控区域。而在EEG-fMRI结合分析技术中,能够将同步记录到的、语义整合特异化的ERP指标,即N400的波幅加入fMRI的数据分析中,通过将单个项目上的EEG波幅作为回归变量,加入fMRI数据分析中,从而能够锁定语义整合本身的效应。参照实验二,设置了高预期、低预期和违背三种实验条件。更重要的是,在fMRI扫描的同时记录了EEG信号,这样就可以利用语义整合特异化的N400来分离fMRI信号中的语义整合效应。实验过程中,被试在磁共振机器外与磁共振机器内分别阅读高预期、低预期、违背三种句子以及填充材料各252句,实验材料在被试和磁共振机器内外两部分平衡。单独收集磁共振机器外的EEG信号,并且同步收集磁共振机器内的BOLD信号与EEG信号。结果发现,语义整合难度参数式调节了磁共振内外的N400成分波幅,在双侧额下回、左侧颞中/下回后部发现了参数式增加的BOLD信号。更重要的是,通过EEG-fMRI结合分析,在全脑分析中发现与N400波幅呈显著负相关的脑区是双侧额下回和双侧顶下小叶,在感兴趣区分析中与N400波幅相关的区域是额下回和颞中回。这一结果表明,额下回是完成语义整合加工的核心区域,语义整合加工可能伴随其他加工如语义提取、信息保持等从而激活了颞叶及顶叶。　　 结合三个实验的结果,我们提出,语义整合是额下回完成的,语义整合伴随着颞叶的语义提取及顶叶的信息保持加工,额下回、颞叶中后部及项叶组成了语义整合的加工网络,核心在额下回。其中左半球是语义整合网络的主要区域,但右侧对应脑区在工作记忆需求增加时也会出现激活,以共同完成语义整合加工。本研究也表明,通过EEG-fMRI结合分析技术,能够大大增强实验敏感性,该技术在认知加工功能定位研究中具有独特的优势。