Distinct roles for the anterior temporal lobe and angular gyrus in the spatiotemporal cortical semantic network.
Distinct roles for the anterior temporal lobe and angular gyrus in the spatiotemporal cortical semantic network.
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DOI：
10.1093/cercor/bhab501
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发表时间：
2022-10-08
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语义知识得到众多大脑区域的支持，但连接这些区域的网络的时空配置仍然是一个悬而未决的问题。轴辐式模型假定中央语义中枢协调该网络。在这项研究中，我们探索了定义语义中枢的不同方面，这反映在语义变量对神经活动和连通性的时空调节上，从语义加工的最早阶段开始。我们使用了源重建脑电图，并研究了三个任务的具体对比度。在全皮质分析中，左前颞叶(ATL)是唯一显示从刺激后100毫秒起对诱发大脑活动进行调制的区域。此外，使用诱发反应的动态因果模型，我们研究了候选语义中枢区域之间的有效连接，即左侧ATL、边缘上/角回(SMG/AG)、颞中回和额下回。我们发现，具有单一语义中心的模型显示出最高的贝叶斯证据，并且发现中心区域随着时间的推移从ATL(在250ms内)变化到SMG/AG(在450ms内)。我们的结果支持一个单一的语义中枢观点，ATL显示语义对神经活动的持续调制，ATL和AG的基础连接取决于语义加工的阶段。
Semantic knowledge is supported by numerous brain regions, but the spatiotemporal configuration of the network that links these areas remains an open question. The hub-and-spokes model posits that a central semantic hub coordinates this network. In this study, we explored distinct aspects that define a semantic hub, as reflected in the spatiotemporal modulation of neural activity and connectivity by semantic variables, from the earliest stages of semantic processing. We used source-reconstructed electro/magnetoencephalography, and investigated the concreteness contrast across three tasks. In a whole-cortex analysis, the left anterior temporal lobe (ATL) was the only area that showed modulation of evoked brain activity from 100 ms post-stimulus. Furthermore, using Dynamic Causal Modeling of the evoked responses, we investigated effective connectivity amongst the candidate semantic hub regions, that is, left ATL, supramarginal/angular gyrus (SMG/AG), middle temporal gyrus, and inferior frontal gyrus. We found that models with a single semantic hub showed the highest Bayesian evidence, and the hub region was found to change from ATL (within 250 ms) to SMG/AG (within 450 ms) over time. Our results support a single semantic hub view, with ATL showing sustained modulation of neural activity by semantics, and both ATL and AG underlying connectivity depending on the stage of semantic processing.
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