Published September 12, 2022 | Version v1
Publication Open

Functional connectivity during orthographic, phonological, and semantic processing of Chinese characters identifies distinct visuospatial and phonosemantic networks

  • 1. Hong Kong Polytechnic University
  • 2. Peking University

Description

While neuroimaging studies have identified brain regions associated with single word reading, its three constituents, namely, orthography, phonology, and meaning, and the functional connectivity of their networks remain underexplored. This study examined the neurocognitive underpinnings of these neural activations and functional connectivity of the identified brain regions using a within-subject design. Thirty-one native Mandarin speakers performed orthographic, phonological, and semantic judgment tasks during functional magnetic resonance imaging. The results indicated that the three processes shared a core network consisting of a large region in the left prefrontal cortex, fusiform gyrus, and medial superior frontal gyrus but not the superior temporal gyrus. Orthographic processing more strongly recruited the left dorsolateral prefrontal cortex, left superior parietal lobule and bilateral fusiform gyri; semantic processing more strongly recruited the left inferior frontal gyrus and left middle temporal gyrus, whereas phonological processing more strongly activated the dorsal part of the precentral gyrus. Functional connectivity analysis identified a posterior visuospatial network and a frontal phonosemantic network interfaced by the left middle frontal gyrus. We conclude that reading Chinese recruits cognitive resources that correspond to basic task demands with unique features best explained in connection with the individual reading subprocesses.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في حين حددت دراسات التصوير العصبي مناطق الدماغ المرتبطة بقراءة كلمة واحدة، إلا أن مكوناتها الثلاثة، وهي الإملاء، وعلم الأصوات، والمعنى، والاتصال الوظيفي لشبكاتها لا تزال غير مستكشفة. فحصت هذه الدراسة الأسس المعرفية العصبية لهذه التنشيطات العصبية والاتصال الوظيفي لمناطق الدماغ المحددة باستخدام تصميم داخل الموضوع. أدى واحد وثلاثون متحدثًا أصليًا للغة الماندرين مهام الحكم الإملائي والصوتي والدلالي أثناء التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي. أشارت النتائج إلى أن العمليات الثلاث تشترك في شبكة أساسية تتكون من منطقة كبيرة في قشرة الفص الجبهي الأيسر، والتلفيف المغزلي، والتلفيف الجبهي العلوي الإنسي ولكن ليس التلفيف الصدغي العلوي. جندت المعالجة الإملائية بقوة أكبر قشرة الفص الجبهي الظهري الجانبي الأيسر، والفصيص الجداري العلوي الأيسر والتلفيف المغزلي الثنائي ؛ جندت المعالجة الدلالية بقوة أكبر التلفيف الجبهي السفلي الأيسر والتلفيف الصدغي الأوسط الأيسر، في حين أن المعالجة الصوتية نشطت بقوة أكبر الجزء الظهري من التلفيف قبل المركزي. حدد تحليل الاتصال الوظيفي شبكة بصرية مكانية خلفية وشبكة صوتية دلالية أمامية تتفاعل مع التلفيف الجبهي الأوسط الأيسر. نستنتج أن القراءة الصينية تجند الموارد المعرفية التي تتوافق مع متطلبات المهمة الأساسية ذات الميزات الفريدة التي يتم شرحها بشكل أفضل فيما يتعلق بالعمليات الفرعية للقراءة الفردية.

Translated Description (French)

Bien que les études de neuroimagerie aient identifié des régions du cerveau associées à la lecture d'un seul mot, ses trois constituants, à savoir l'orthographe, la phonologie et la signification, ainsi que la connectivité fonctionnelle de leurs réseaux restent sous-explorés. Cette étude a examiné les fondements neurocognitifs de ces activations neuronales et de la connectivité fonctionnelle des régions cérébrales identifiées à l'aide d'une conception intra-sujet. Trente et un locuteurs natifs du mandarin ont effectué des tâches de jugement orthographique, phonologique et sémantique lors de l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle. Les résultats ont indiqué que les trois processus partageaient un réseau central composé d'une grande région dans le cortex préfrontal gauche, le gyrus fusiforme et le gyrus frontal supérieur médial, mais pas le gyrus temporal supérieur. Le traitement orthographique recrute plus fortement le cortex préfrontal dorsolatéral gauche, le lobule pariétal supérieur gauche et les gyries fusiformes bilatéraux ; le traitement sémantique recrute plus fortement le gyrus frontal inférieur gauche et le gyrus temporal moyen gauche, tandis que le traitement phonologique active plus fortement la partie dorsale du gyrus précentral. L'analyse fonctionnelle de connectivité a permis d'identifier un réseau visuospatial postérieur et un réseau phonosémantique frontal interfacé par le gyrus frontal moyen gauche. Nous concluons que la lecture en chinois recrute des ressources cognitives qui correspondent aux demandes de tâches de base avec des caractéristiques uniques mieux expliquées en relation avec les sous-processus de lecture individuels.

Translated Description (Spanish)

Si bien los estudios de neuroimagen han identificado regiones cerebrales asociadas con la lectura de una sola palabra, sus tres componentes, a saber, ortografía, fonología y significado, y la conectividad funcional de sus redes siguen sin explorarse. Este estudio examinó los fundamentos neurocognitivos de estas activaciones neuronales y la conectividad funcional de las regiones cerebrales identificadas utilizando un diseño dentro del sujeto. Treinta y un hablantes nativos de mandarín realizaron tareas de juicio ortográfico, fonológico y semántico durante la resonancia magnética funcional. Los resultados indicaron que los tres procesos compartían una red central que consistía en una gran región en la corteza prefrontal izquierda, la circunvolución fusiforme y la circunvolución frontal medial superior, pero no la circunvolución temporal superior. El procesamiento ortográfico reclutó más fuertemente la corteza prefrontal dorsolateral izquierda, el lóbulo parietal superior izquierdo y las circunvoluciones fusiformes bilaterales; el procesamiento semántico reclutó más fuertemente la circunvolución frontal inferior izquierda y la circunvolución temporal media izquierda, mientras que el procesamiento fonológico activó más fuertemente la parte dorsal de la circunvolución precentral. El análisis de conectividad funcional identificó una red visoespacial posterior y una red fonosemántica frontal interconectada por la circunvolución frontal media izquierda. Concluimos que la lectura en chino recluta recursos cognitivos que corresponden a las demandas básicas de la tarea con características únicas que se explican mejor en relación con los subprocesos de lectura individuales.

Files

Liu_Functional_Connectivity_Orthographic.pdf.pdf

Files (3.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:57d0c80d63d0ba3fdc8bf57110327faa
3.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يحدد الاتصال الوظيفي أثناء المعالجة الإملائية والصوتية والدلالية للأحرف الصينية الشبكات البصرية المكانية والصوتية الدلالية المتميزة
Translated title (French)
La connectivité fonctionnelle lors du traitement orthographique, phonologique et sémantique des caractères chinois identifie des réseaux visuospatiaux et phonosémantiques distincts
Translated title (Spanish)
La conectividad funcional durante el procesamiento ortográfico, fonológico y semántico de los caracteres chinos identifica distintas redes visuoespaciales y fonemánticas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4295494347
DOI
10.1002/hbm.26075

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1558637398
  • https://openalex.org/W1593683836
  • https://openalex.org/W1866095408
  • https://openalex.org/W1892317434
  • https://openalex.org/W1951724000
  • https://openalex.org/W1964870184
  • https://openalex.org/W1967835697
  • https://openalex.org/W1968001820
  • https://openalex.org/W1982352919
  • https://openalex.org/W1983183519
  • https://openalex.org/W1986795928
  • https://openalex.org/W1994687974
  • https://openalex.org/W1995663213
  • https://openalex.org/W1996348120
  • https://openalex.org/W2003343543
  • https://openalex.org/W2006544244
  • https://openalex.org/W2011216552
  • https://openalex.org/W2011619504
  • https://openalex.org/W2013657375
  • https://openalex.org/W2018361403
  • https://openalex.org/W2018636196
  • https://openalex.org/W2021044271
  • https://openalex.org/W2024549091
  • https://openalex.org/W2025700833
  • https://openalex.org/W2030087375
  • https://openalex.org/W2031510630
  • https://openalex.org/W2034533346
  • https://openalex.org/W2038317579
  • https://openalex.org/W2044913511
  • https://openalex.org/W2046756447
  • https://openalex.org/W2049303484
  • https://openalex.org/W2051400239
  • https://openalex.org/W2054670808
  • https://openalex.org/W2062520312
  • https://openalex.org/W2065727507
  • https://openalex.org/W2072023496
  • https://openalex.org/W2081162205
  • https://openalex.org/W2082033354
  • https://openalex.org/W2082150882
  • https://openalex.org/W2082391140
  • https://openalex.org/W2084850449
  • https://openalex.org/W2097076392
  • https://openalex.org/W2100333970
  • https://openalex.org/W2100879297
  • https://openalex.org/W2103780005
  • https://openalex.org/W2104127342
  • https://openalex.org/W2104279159
  • https://openalex.org/W2107627409
  • https://openalex.org/W2108666827
  • https://openalex.org/W2109235647
  • https://openalex.org/W2112923039
  • https://openalex.org/W2121049815
  • https://openalex.org/W2128672892
  • https://openalex.org/W2130618843
  • https://openalex.org/W2130654277
  • https://openalex.org/W2130906488
  • https://openalex.org/W2132581270
  • https://openalex.org/W2133811495
  • https://openalex.org/W2136022845
  • https://openalex.org/W2140255740
  • https://openalex.org/W2144157660
  • https://openalex.org/W2144402351
  • https://openalex.org/W2149617903
  • https://openalex.org/W2151036563
  • https://openalex.org/W2155461949
  • https://openalex.org/W2159645847
  • https://openalex.org/W2162324407
  • https://openalex.org/W2162809807
  • https://openalex.org/W2163385012
  • https://openalex.org/W2164973711
  • https://openalex.org/W2171979651
  • https://openalex.org/W2187445524
  • https://openalex.org/W2190809665
  • https://openalex.org/W2254509181
  • https://openalex.org/W2309616590
  • https://openalex.org/W2338385008
  • https://openalex.org/W2522379332
  • https://openalex.org/W2610426529
  • https://openalex.org/W2805365294
  • https://openalex.org/W2809881150
  • https://openalex.org/W2890254862
  • https://openalex.org/W3008392315
  • https://openalex.org/W3016484347
  • https://openalex.org/W3096862364
  • https://openalex.org/W3135054387
  • https://openalex.org/W4254580499
  • https://openalex.org/W4285707174
  • https://openalex.org/W4295494347