Speech-Driven Spectrotemporal Receptive Fields Beyond the Auditory Cortex.
Speech-Driven Spectrotemporal Receptive Fields Beyond the Auditory Cortex.
复制标题
听觉大脑皮层以外的言语驱动的频域感受野。
DOI：
10.1016/j.heares.2021.108307
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发表时间：
2021-09-01
期刊：
影响因子：
2.8
通讯作者：
Hickok G
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Venezia JH;Richards VM;Hickok G
我们最近开发了一种使用功能磁共振成像来估计语音驱动的频谱时间感受野 (STRF) 的方法。该方法使用频谱时间调制滤波，这是一种声学失真形式，使语音有时可以理解，有时难以理解。使用这种方法，我们发现仅在整个上颞叶的经典听觉区域有显着的 STRF 反应。然而，我们的分析并未优化以检测非听觉区域中可能预期的 STRF 小簇。在这里，我们使用更敏感的多变量统计测试来重新分析我们的数据，以进行 STRF 的跨受试者对齐，并识别非听觉区域的 STRF 反应，包括左背侧前运动皮层 (dPM)、左额下回 (IFG) 和双侧距状沟 (calcS)。所有三个区域对可理解的语音的反应都比难以理解的语音更大，但左 dPM 和 calcS 对音高反应显着，并表现出与早期听觉区域的强大功能连接。 Left dPM 的 STRF 在被听众评为难以理解的试验中生成了最佳的激活预测，这是一个标志性的听觉特征。另一方面，IFG 几乎只对可理解的语音做出反应，并且在功能上与颞上沟和颞中回的经典语音语言区域相关。 IFG 的 STRF 还（微弱）能够预测难以理解的试验的激活，表明该区域存在部分“声学痕迹”。我们得出的结论是，左 dPM 是人类背喉运动皮层的一部分，该区域先前被证明能够以“听觉模式”运行来编码音调。此外，根据先前的观察，IFG 参与句法工作记忆和/或线性顺序处理，我们得出结论，IFG 是高阶语音电路的一部分，对语音声学处理产生自上而下的影响。最后，由于 calcS 受情绪调节，我们推测音调质量的变化可能对其反应有所贡献。
We recently developed a method to estimate speech-driven spectrotemporal receptive fields (STRFs) using fMRI. The method uses spectrotemporal modulation filtering, a form of acoustic distortion that renders speech sometimes intelligible and sometimes unintelligible. Using this method, we found significant STRF responses only in classic auditory regions throughout the superior temporal lobes. However, our analysis was not optimized to detect small clusters of STRFs as might be expected in non-auditory regions. Here, we re-analyze our data using a more sensitive multivariate statistical test for cross-subject alignment of STRFs, and we identify STRF responses in non-auditory regions including the left dorsal premotor cortex (dPM), left inferior frontal gyrus (IFG), and bilateral calcarine sulcus (calcS). All three regions responded more to intelligible than unintelligible speech, but left dPM and calcS responded significantly to vocal pitch and demonstrated strong functional connectivity with early auditory regions. Left dPM’s STRF generated the best predictions of activation on trials rated as unintelligible by listeners, a hallmark auditory profile. IFG, on the other hand, responded almost exclusively to intelligible speech and was functionally connected with classic speech-language regions in the superior temporal sulcus and middle temporal gyrus. IFG’s STRF was also (weakly) able to predict activation on unintelligible trials, suggesting the presence of a partial ‘acoustic trace’ in the region. We conclude that left dPM is part of the human dorsal laryngeal motor cortex, a region previously shown to be capable of operating in an ‘auditory mode’ to encode vocal pitch. Further, given previous observations that IFG is involved in syntactic working memory and/or processing of linear order, we conclude that IFG is part of a higher-order speech circuit that exerts a top-down influence on processing of speech acoustics. Finally, because calcS is modulated by emotion, we speculate that changes in the quality of vocal pitch may have contributed to its response.
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影响因子：
4.8
作者：
Berezutskaya J;Baratin C;Freudenburg ZV;Ramsey NF
通讯作者：
Ramsey NF
影响因子：
2.5
作者：
Buchsbaum, Bradley R.;Baldo, Juliana;Hickok, Gregory
通讯作者：
Hickok, Gregory
影响因子：
7.7
作者：
Cheung, Connie;Hamiton, Liberty S.;Chang, Edward F.
通讯作者：
Chang, Edward F.
影响因子：
4.1
作者：
Breshears, Jonathan D.;Molinaro, Annette M.;Chang, Edward F.
通讯作者：
Chang, Edward F.
DOI：
10.1111/j.2517-6161.1995.tb02031.x
发表时间：
1995-01-01
影响因子：
5.8
作者：
BENJAMINI, Y;HOCHBERG, Y
通讯作者：
HOCHBERG, Y