撰稿：杨梓桐，审核：罗欢

2025年12月9日，受北京大学IDG麦戈文脑科学研究所邀请，来自英国牛津大学的Ole Jensen教授在金光生命科学楼邓祐才报告厅作题为“Spatial Attention and Working Memory Mechanisms in Language Comprehension and Reading”的学术报告，罗欢教授主持报告会。

在传统认知神经科学研究中，对工作记忆与阅读机制的探索往往依赖高度控制的实验范式，例如在实验室中采用固定时长的刺激呈现，以精确测量认知加工的阶段与特征。然而，在真实的语言使用场景中——无论是日常对话还是自然阅读——人们面对的却是持续、动态且变化丰富的信息流。这种从“实验室控制”到“现实连续”的跨越，恰恰构成了理解语言认知本质的关键挑战。Ole Jensen教授在此次讲座中，系统介绍了其实验室如何突破传统范式的局限，通过将高时间分辨率的脑磁图技术与实时眼动追踪相结合，在自然阅读与言语理解的情境下，深入揭示了大脑如何处理连续、真实的语言输入。 

1.言语理解中的静默态工作记忆

人类语言理解的核心在于从线性序列中重建层次句法结构，尤其是对递归嵌套句的处理，高度依赖工作记忆的参与。该研究采用脑磁图技术，结合多变量解码方法，探索被试在听取嵌套句（如：“The dog, who chases the cat, jumps over the mud”）时的大脑对特定词汇（如“dog”）的表征动态。

被试听取嵌套句并进行句意匹配判断

结果发现，在处理嵌套句子期间，大脑并不通过持续的神经放电（Persistent activity）来维持先前的对象（如主语 "dog"），而是进入一种静默态。在关键谓语（如 "jumps"）出现后约510ms时，大脑会通过 背外侧前额叶 (DLPFC) 重新激活较早出现的主语信息，随后听觉皮层也参与重激活。这表明语言信息被传输至更高级的额叶区域，并在需要进行整合时，触发了编码相关区域自上而下的重激活。

  被试在听到谓语时重激活主语

进一步，重激活过程具有内容特异性，用编码阶段的神经模式训练的解码器无法直接泛化至提取阶段，说明重激活的信息可能整合了句子语境，形成新的情境化表征。研究对比Transformer 模型 (如 GPT-2)发现，Transformer 模型在处理这类句子时具备类似的持久工作记忆表征。

用编码阶段神经模式训练的解码器不能泛化到提取阶段

2.阅读中的副中央凹 (Parafoveal)多层级信息预加工

在自然阅读中，眼睛注视当前词时，大脑已开始提前加工下一个词的信息。Ole教授团队通过两项研究，系统揭示了副中央凹在字形、语义及语音层面的预加工机制。第一项研究通过设计包含在字形或语义上相关联的“目标词”的句子对，结合眼动追踪与表征相似性分析，关注眼睛注视“前目标词”时，大脑对紧跟“前目标词”之后的“目标词”的预加工。

比较字形或语义相近/不相近的目标词的神经活动相似性

结果发现，目标词的字形信息在注视前目标词后约100毫秒即被提取，主要涉及视觉词形区（VWFA）。其语义信息在约130毫秒被提取，主要依赖左侧额下回（LIFG）。且个体对副中央凹词汇两个层面的预加工效率均可直接预测其阅读速度。

对副中央凹词汇的字形加工

对副中央凹词汇的语义加工

第二项研究探究了当副中央凹词汇为字形-发音不规则词（如“yacht”）时的语音激活，该研究采用了40Hz的听觉频率标记结合脑磁图技术的方法，发现当副中央凹词汇是不规则词时双侧颞叶区域的传感器有更强的40Hz活动。该结果不仅支持了副中央凹词汇的语音激活，而且启示我们未来可以用40Hz的听觉频率标记技术研究更多自然阅读下的语音激活。 

采用40Hz频率标记技术探究副中央凹语音激活

大脑的对拼写不规则的副中央凹词汇，40赫兹听觉反应更强 

3.Alpha振荡与眼动节律的协调机制 

自然阅读涉及两个不同频率的节律系统：眼睛以约3–4 Hz进行扫视，而大脑皮层存在与视觉处理相关约10 Hz的alpha振荡。Ole教授团队的一系列研究揭示了这两个频率不同的系统之间的精细协调机制。研究发现，在自然阅读期间，顶枕叶区的alpha振荡保持高功率，并未像传统被动视觉任务中那样被抑制。这表明在主动的、序列性的视觉采样（阅读）中，alpha振荡可能扮演着不同的功能角色。更重要的是，扫视起始时间与alpha振荡的特定相位显著锁定，尤其在预览低频词时，相位一致性更高，说明alpha振荡为眼动计划提供了时间窗口。同时，阅读期间alpha振荡的来源包括额眼区，进一步提示其与视觉-运动系统的功能耦合。这些发现共同支持了“alpha时钟”假说：alpha振荡可能通过周期性的相位协调，实现对视觉信息采样、加工与眼动计划的流水线式调控。 

自然阅读时的alpha振荡结果

4.OPM/MEG的应用前景

最后，Ole教授还介绍了新型光泵磁力计-脑磁图系统（OPM/MEG）在认知神经科学中的应用前景。该系统具备高灵敏度、可穿戴等优势，特别适用于儿童及自然情境下的研究。Ole教授计划借助该技术探究：儿童副中央凹预加工能力的发展轨迹，alpha节律与阅读技能发展的关系，阅读障碍等发展性疾病的神经机制等问题。

参考文献

Jensen, O., Pan, Y., Frisson, S., & Wang, L. (2021). An oscillatory pipelining mechanism supporting previewing during visual exploration and reading. Trends in cognitive sciences, 25(12), 1033-1044.

Pan, Y., Popov, T., Frisson, S., & Jensen, O. (2023). Saccades are locked to the phase of alpha oscillations during natural reading. PLoS biology, 21(1), e3001968. 

Wang, L., Frisson, S., Pan, Y., & Jensen, O. (2025). Fast hierarchical processing of orthographic and semantic parafoveal information during natural reading. Nature Communications, 16(1), 8893.