1.大脑怎么学会规则？规则学习背后的两套脑系统
规则学习是语言习得、概念形成与认知适应的重要基础。人们通过学习提取不同信息之间的规律，并将其应用于新的组合或情境。既往研究表明，这一过程涉及通用认知系统和语言系统，但两者如何随学习进程调整参与方式，仍有待明确。
右侧背外侧前额叶皮层（R DLPFC）参与工作记忆更新、冲突监测和规则维持，是通用认知系统脑网络的重要节点；左侧额下回（L IFG）则与语言规则提取及层级、组合结构加工密切相关。然而，这种功能分工并不意味着两个系统独立运作。语言规则学习需要通用认知系统的参与，非语言符号规则学习也可能调用语言系统的加工机制。
"变异—稳定—灵活"模型为理解通用认知系统与语言系统如何随学习进程动态协作提供了理论框架：规则学习与认知适应并非一步到位，而是经历从探索多种可能性、逐步建立稳定表征，到最终灵活调用已有知识的三阶段演变过程。
基于这一框架，辽宁师范大学心理与脑科学研究院刘欢欢研究团队，将间歇性θ爆发刺激（intermittent theta-burst stimulation，iTBS）与功能磁共振成像（fMRI）相结合，比较刺激R DLPFC或L IFG后，词汇与符号规则学习的行为表现及脑网络变化。研究发现，两个主动刺激组均表现出高于假刺激组的总体学习准确率，但伴随不同的脑网络连接模式：R DLPFC组呈现较广泛的分布式连接变化，L IFG组则呈现相对集中的语言相关及任务依赖性连接变化。这些结果表明，规则学习可能依赖通用认知系统与语言系统随学习阶段展开的动态协作。
2.iTBS + fMRI：追踪通用认知系统与语言系统的动态协作
研究共招募72名参与者，排除5名头动超出标准的参与者后，最终纳入67人。其中，R DLPFC主动刺激组23人，L IFG主动刺激组22人，顶点假刺激组22人。实验采用3（刺激条件：R DLPFC组，L IFG组，假刺激组）×2（学习类型：词汇学习，符号学习）× 2学习阶段（阶段1，阶段2）的混合设计。如图1所示，参与者接受主动或假iTBS后，在磁共振设备中完成词汇与符号两类规则学习任务，每类任务均包含两个学习与测试阶段。
图1. 实验总体流程。
如图2所示，实验材料包括人工复合词、由数学符号构成的符号组合，以及由颜色、形状和纹理两两组合形成的图像。人工复合词由两个双字母人工语素组成，符号材料则由两个数学符号组成；各组成单位按照预设规则与图像特征建立对应关系。因此，两类任务均要求参与者学习组合单位与图像特征之间的映射，主要区别在于采用人工词汇还是符号作为映射载体。
每个学习区块包含48个试次，随后进行相应的测试区块（24个试次），其中一半为已学习的映射，另一半为未直接学习过的新组合。这一设计使测试同时涉及已学对应关系的保持和规则向新组合的泛化。相邻学习阶段使用相同材料，但呈现顺序不同；词汇与符号任务的先后顺序在参与者间进行平衡。
图2. 词汇与符号学习任务、刺激位点及iTBS方案。
3.刺激两个系统，学习都变好了：两个系统刺激组准确率均高于假刺激组
采用混合效应模型分析，行为结果发现，刺激条件（Stimulation Condition，SC）与学习阶段（Learning Phase，LP）对准确率均有显著影响。总体而言，R DLPFC组和L IFG组的准确率均高于假刺激组，阶段二的准确率也高于阶段一。如图3所示，在词汇学习阶段一（Word Learning Phase 1，WLP 1），L IFG组的准确率显著高于假刺激组；进入阶段二后，两个主动刺激组均高于假刺激组，R DLPFC组也表现出显著的阶段间进步。在符号学习中，刺激条件×学习阶段的交互作用显著。两个主动刺激组的准确率均从阶段一到阶段二显著提高，并在阶段二高于假刺激组。
反应时结果显示，两个主动刺激组在符号学习阶段二（Symbol Learning Phase 2，SLP 2）的反应均快于阶段一；在词汇学习阶段二，假刺激组的反应则快于两个主动刺激组。因此，刺激相关的准确率优势并未在所有条件下同时伴随更快的反应。
图3. 不同刺激条件下词汇与符号规则学习的准确率和反应时。
语言系统不是语言专属，也会参与符号学习：语言系统呈现依赖任务和阶段的激活变化
全因子分析发现，如图4所示，刺激条件、学习类型与学习阶段的三因素交互作用涉及双侧颞上回（superior temporal gyrus，STG）、右侧眶部额下回（right inferior frontal gyrus, orbital part，R IFGorb）和左侧脑岛（left insula，L INS）。L IFG组中，上述区域在WLP 1的激活均高于WLP 2。这可能与早期建立词汇形式和图像特征之间的对应关系需要更多加工资源有关；随着映射逐渐稳定，相关区域的加工需求可能下降。符号学习表现出不同的变化方向：L IFG组R STG在SLP 2的激活高于SLP 1。此外，该组双侧颞上回在SLP 2中的激活均高于WLP 2。这些结果表明，语言系统也会参与由符号构成的组合规则学习，其参与程度受到学习内容和学习阶段的共同影响。
图4. 刺激条件、学习类型与学习阶段的交互作用及相关脑区激活。
4.同样的进步，不同的脑网络路径：不同系统下的阶段性功能连接变化
广义心理生理交互分析（gPPI）分析显示，如图5所示，三个组在学习推进过程中均出现功能连接变化，但各组呈现的空间分布模式有所不同。在R DLPFC组，阶段二相较阶段一的连接增强涉及较广泛的区域。词汇学习中的连接变化涉及视觉加工、记忆及语义相关区域；符号学习则涉及额顶注意、感觉运动及皮层下区域。这种分布与R DLPFC参与多系统协调的功能特点相符。L IFG组的显著连接变化相对集中。在词汇学习中，右侧颞上回与左侧额上回、中颞回和眶部额下回的连接增强；在符号学习中，右侧颞上回与左侧舌回，以及左侧颞上回与右侧小脑区域的连接增强。从各组的阶段间比较结果来看，R DLPFC组呈现较广泛的网络协同变化，L IFG组则呈现更集中的语言相关和跨系统连接变化。两个脑区可能通过不同网络路径参与规则学习。
图5. 各组在第二学习阶段相较第一学习阶段增强的功能连接。
5.早期多指挥，后期少干预：定向有效连接随学习阶段发生变化
动态因果建模（DCM）进一步考察了脑区间相互作用的方向和强度。如图6所示，在多数条件下，模型比较支持四个研究脑区之间包含双向连接的完整模型。而R DLPFC组在词汇学习阶段二中最优模型不包含R DLPFC与L IFG之间的直接双向连接，但保留了其他模型连接。这一结果提示，词汇学习不同阶段可能对应不同的网络组织方式。由于两个阶段的最优模型不同，研究未对该组词汇学习的连接参数进行直接阶段比较，因此不能据此断言两脑区间的实际连接强度显著下降。在L IFG组，词汇学习阶段一中，右侧颞上回至右侧眶部额下回的促进性连接，以及右侧眶部额下回至L IFG的抑制性连接，均强于阶段二。符号学习中，R DLPFC至右侧颞上回的抑制性连接在阶段一更强。这些结果表明，学习推进伴随着跨区域定向相互作用的调整，这种调整可能与规则从初步探索走向较稳定应用有关。
图6. 最优模型选择及不同条件下的有效连接结果。
6.规则学习是通用认知系统与语言系统的动态配合
本研究通过对两个具有不同功能特点的脑区进行iTBS干预，为理解通用认知系统与语言脑系统在规则学习中的关系提供了证据。两个主动刺激组均表现出较高的总体学习准确率，且作用不限于词汇或符号中的单一任务。神经层面的结果进一步揭示，R DLPFC相关的调节可能更多涉及分布式网络协同，L IFG相关的调节则体现为更集中、随任务变化的区域活动和连接模式。两个脑区及其相关网络在规则学习中的参与方式随学习阶段发生变化。
这项研究提示理解规则学习过程需要同时关注参与的脑区及其协作方式。通用认知系统与语言系统如何根据学习内容和学习阶段调整连接，可能是解释规则学习差异的重要切入点。
论文信息：Ren, L., Lv, M., Wang, X., Schwieter, J. W., Fu, S., & Liu, H. (2026). Differential Effects of iTBS over Domain-General and Language-Specific Brain Regions on Rule Learning. NeuroImage, 122213. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2026.122213
