语义整合的神经机制一直受到认知神经科学的关注。近年来语义整合的fMRI研究大多集中在词汇和句子水平,发现多个脑区参与了语义加工,如左侧的额下回,左侧的颞上回和颞中回,以及角回等脑区。对语义整合的脑机制还缺乏统一的认识。可能的原因是在词汇或句子水平探讨语义整合的神经机制,受特定实验任务的影响,可能更多反映了被试的加工策略等。因此,排除特定实验任务的影响,在自然语言加工的情境中探讨语义整合的神经机制成为当前研究的热点和焦点问题。本研究采用fMRI技术,通过自然语言理解的任务来研究语义整合。被试在实验中阅读童话故事,童话故事中插入三种不同的语义违反语料:(1)乱序的词汇;(2)乱序的句子;(3)连续句子构成的段落。通过插入三种不同的语义语料,在同一实验中构建三种水平的语义违反,从而探讨不同水平语义整合的神经机制。基于GLM分析的实验结果发现,从词汇到故事水平,大脑激活模式出现了梯度变化。随着插入语料越来越接近自然语言,大脑左侧角回的激活水平增强,表现出相似模式的脑区还有颞前叶。这两个脑区在以往研究中通常被认为是语言加工的中心,参与了高水平的语义加工。本研究中两个脑区可能与将低水平的语义单元组合成高水平语义表征的操作有关。同时,顶上沟,中央前回和额下回则表现出相反的模式。表明这些脑区参与低水平的词汇整合加工时,可能与一般认知加工,如认知控制等有关。进一步的功能联结分析结果得到了类似的实验结果。基于上述发现,本研究的结论认为,随着语料越来越接近自然阅读,语义整合的神经回路越来越依赖于角回以及颞上沟附近的大脑语言理解中心,而受实验任务影响的词汇语义整合更多涉及了负责一般性认知加工的脑区参与激活。本研究为揭示阅读的神经生理模型提供了实验证据,为基于脑科学的语言康复和矫治训练提供了理论指导。