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人类语言只有有限的符号与规则，但是却能够生成无限多的表达，构建出思想、情感与世界的抽象结构。但是，人类要如何以语言来理解语言？在认知神经科学中，这一哲学问题被转化为经验性的问题——大脑如何表征并计算语言？而在语言模型展现出近似人类的生成与理解能力的今天，我们又该如何理解这种人工系统与人脑在语言处理上的相似与分歧？

本实验室结合脑成像与电生理方法，揭示语言加工在大脑中的时空动态，并运用语言模型、计算建模与信息论框架，探讨语言表征的层级结构及其计算机制。我们的研究从不同层面展开：一方面关注词汇与概念的神经表征及其潜在的层级组织，通过构建词汇网络，我们可以比较不同群体与个体间词汇网络的差异；另一方面聚焦探讨概念的组合与整合机制，分析意义在神经系统中的生成与计算过程；同时，我们研究短语、句法与篇章层级的神经计算机制，分析大脑如何编码复杂结构中的层级关系。

此外，我们尝试构建可解释性语言模型，并以此作为认知神经科学的工具，用以模拟、检验并深化我们对人脑语言处理机制的理解。通过这些方向的交叉整合，我们期望在多层面上深化对语言在大脑中的表征与计算机制的理解。

传统的认知发展研究常常将语言等复杂加工与其他核心认知功能视为相对独立的模块。尽管这样的视角深化了我们对特定功能的理解，但可能模糊了一个更本质的问题：在发展的早期，这些功能如何协同工作，共同构建起复杂认知能力？语言的学习并非在真空中进行，它深深地依赖并塑造着正在发育中的注意力、记忆和认知控制能力。

本实验室采用毕生发展视角，探索认知系统（以语言为核心）从萌芽、成熟到适应性重组的完整轨迹，重点揭示语言与注意力、记忆、抑制控制等基础认知能力如何相互支架、协同演化。在研究路径上，我们通过自然刺激范式、人工语法实验及多模态神经成像技术，追踪从儿童到老年阶段语言与认知功能的共变机制。

早期发展研究主要关注语言习得与基础认知架构的互相塑造、不同模态语义加工的年龄特征及结构基础；而在生命后期则聚焦老化的认知重组规律，及其对概念网络结构的影响。这一研究框架旨在突破传统模块化理论的局限，通过绘制语言-认知协同发展的动态图谱，为理解人类复杂认知能力的建构过程提供新证据。

认知神经科学的进步始终与观测大脑的工具革新紧密相连。传统的功能磁共振成像（fMRI）分析多依赖于单一的BOLD信号，将认知活动定位至特定的脑区或脑网络。基于这类范式的工作极大地推动了我们的理解，但它或许也简化了大脑作为一个复杂系统的本质：认知功能源于不同脑区之间动态的、多层次的相互作用，并受到底层神经化学环境的调节。我们能否开发或应用更好的测量与分析方法，系统探测支撑认知的脑结构特征、神经递质、全脑网络动态等，以了解高级认知功能的神经机制？

实验室致力于发展与整合前沿多模态脑影像技术，为认知研究构建一个更清晰立体的观测框架。我们通过结合结构、弥散、代谢与功能性磁共振以及患者电生理等多模态影像学数据，结合新型认知研究范式与计算建模，系统构建了从认知能力—脑功能活动模式—神经递质—微结构—基因表达的多层次整合模型，旨在深化对于人类高级认知功能的神经机制的了解。