PNAS:與成年人不同,兒童使用兩個大腦半球來理解執行語言功能

2020-12-05 騰訊網

我們都知道,在慣用右手的健康成年人中,語言區及語言中樞偏向分布於大腦的左半球(LH)。然而臨床中發現,在很小的孩子中,對任一半球的損害同樣可能導致語言發育延遲或功能缺失,這引發了一種猜測:幼兒時期語言區尚未建立成人的橫向化模式,且在早期發育過程中由兩個半球平等地參與完成語言功能

2020年9月7日,來自美國喬治敦大學醫學中心的研究團隊在《PNAS》上發表了題為「The neural basis of language development: Changes in lateralization overage」的論文,其發現,語言區的激活與年齡相關。年齡最小的兒童(4至6歲)中大腦左右半球(LH及RH)的語言區均出現顯著激活,然而會發生顯著的RH激活的參與者比例隨著年齡的增長而降低,超過60%的成年參與者沒有任何明顯的RH激活。這表明,雖然語言功能傾向於由左半球控制,但右半球對語言處理的控制力在生命早期也很強,且會從兒童時期開始逐漸減弱。

該研究共招募了39名4-13歲的健康兒童及14位18-29歲的成年人,分為兩組進行了一系列的句子理解任務及個體的每個半球的功能磁共振成像(fMRI)激活模式分析。之後,研究人員比較了四個年齡段(4-6歲,7-9歲,10-13歲和18-29歲)的個體語言激活圖。還對所有參與者進行了全腦分析,以識別語言激活與年齡相關的大腦區域。

研究人員發現,在組水平上,所有年齡組均顯示出強烈的左外側語言激活,主要發生在左下角和顳上皮層,其中多數最小年齡組的孩子在相應的右半球區域也有出現明顯的激活

每個年齡組的個體激活圖

在個體水平上,語言激活圖隨年齡表現出顯著差異,尤其是在RH激活方面,RH激活的參與者比例隨著年齡的增長而降低。在進行句子理解任務時,大多數成年人幾乎沒有表現出RH激活,但在許多小孩子中RH激活強烈且區域廣泛,甚至偶爾會與LH中相當。

每個年齡組中出現RH顯著激活的參與者的比例

該研究的通訊作者喬治敦大學醫學中心的神經科學家Elissa L. Newporta認為,「句子處理任務中較高的右半球激活水平以及這種激活在長大過程中的緩慢降低反映了語言功能神經分布的變化。此外,對於遭受神經損傷的幼兒來說,該研究結果是一個好消息,兩個大腦半球的共同參與提供了一種神經損傷後進行補償的機制。例如,如果圍產期中風導致嬰兒左半球受損,則其可以使用右半球學習語言,以發展原本由左半球影響的認知能力。」

End

參考資料:

[1] The neural basis oflanguage development: Changes in lateralization over age.

本文系生物探索原創,歡迎個人轉發分享。其他任何媒體、網站如需轉載,須在正文前註明來源生物探索。

相關焦點

  • 研究發現:與成人不同,兒童運用兩個大腦半球來理解語言
    而小孩子則會同時使用左右兩個大腦半球來完成同樣的任務。為什麼兒童比成年人更容易從神經損傷中恢復?這個發現或許就提供了一個可能的原因。研究人員說:「這對於經歷過神經損傷的兒童來說是個好消息。兩個腦半球的使用為神經損傷提供了一種補償機制。假設孩子的左半腦因為圍產期中風(一種伴隨著出生產生的中風現象)而受到損害,孩子就將可以使用右半腦學習語言。而一個出生時即患有腦癱、只有一個腦半球受到損害的孩子,就可以通過另一個腦半球發展其所需要的認知能力。
  • 大人的語言功能由左腦主導,兒童有何不同?
    不過,我卻可以 「測」 出,你在讀到這句話時,很可能是在使用左腦來理解的(除非你是左撇子)。這是因為成年人的一些認知功能往往是由單側腦半球的特定區域來主導的,而語言功能主要由左腦主導。 根據最新研究成果,這裡還要再加上另一個例外:兒童。2020年9月7日發表於《美國科學院院報》(PNAS)的一項腦科學研究發現,兒童同時使用左腦和右腦來處理句子 [1]。
  • 研究顯示:兒童同時使用左右半腦進行語言學習
    新華社北京9月14日新媒體專電 外媒稱,據喬治敦大學醫學中心神經科學家9月7日公布的研究顯示,嬰兒和兒童能夠使用大腦的兩個半球來學習語言,特別是在處理口語常用語時,而成年人的語言學習主要集中在左腦。據埃菲社華盛頓9月7日報導,這項發表在美國《國家科學院學報》月刊上的研究顯示,幾乎所有成年人都只能使用左腦處理語句。該研究所依據的是對左腦中風患者進行的大腦掃描,以及對其語言障礙的臨床研究結果。為此研究人員深入分析了功能磁共振成像。
  • 切除一側大腦半球後大腦還能實現全功能?
    來源:科研圈一項研究發現,兒童時期接受大腦半球切除術的個體成年後,剩餘大腦半球中各部分之間的聯繫遠超一般水平,從而得以實現原本需要整個大腦才能實現的功能
  • 大腦的語言功能
    如果利用盲人點字法來進行閱讀,你就會利用到大腦頂部的感覺皮層,如果你聽別人在閱讀,你就會用到距離耳朵不遠的聽覺皮質,因此大腦的語言功能是一個非常複雜的,同時大腦的語言功能又是可以相對定位的。1825年,法國一內科醫生提出:語言功能是由額葉特異地控制;1864年,Broca提出語言表達只由一側大腦半球控制,且幾乎總在左半球,法國神經科醫生Broca是將科學天平扭向大腦功能定位側的第一人,他曾遇到一位病人,該病人能理解別人的言語,但卻自己不能說話。病人死後,Broca對其進行 解剖,發現左額葉上有損傷。
  • 100多年了,左右大腦的不對稱性依然備受關注|頂刊導讀73期
    這些基因表達特性在個體發育的不同階段發生作用,並能夠在不同物種中引起神經網絡的不對稱性。因此,根據任務需求,前饋或反饋投射的左右半球迴路被激活,並可暫時控制神經過程,而且,神經傳遞的不對稱性可以形成每個半球的偏側化加工。目前尚不清楚兩個半球之間的相互作用是依賴於抑制/興奮二分法,還是通過調整對側的時間神經結構來使另一半球響應延遲,或在聯合作用中與之同步。
  • 研究比較了成年人的神經活動和語言理解能力
    赴美治療服務機構和生元國際了解的,在以後的生活中學習一種語言會改變大腦的兩個半球的作用。根據發表在《JNeurosci》上的一項新研究,隨著技能的提高,語言理解能力改變了大腦半球的專門化,但其產生卻沒有改變。大腦的兩側並不是平均分配每項功能的工作量。對大多數人來說,語言依賴於左半球,但右半球可以在左半球受傷後接管工作。
  • 最新研究:兒童可同時用左右半腦進行語言學習
    據新華社電 外媒稱,據喬治敦大學醫學中心神經科學家9月7日公布的研究顯示,嬰兒和兒童能夠使用大腦的兩個半球來學習語言,特別是在處理口語常用語時,而成年人的語言學習主要集中在左腦。據埃菲社華盛頓9月7日報導,這項發表在美國《國家科學院學報》月刊上的研究顯示,幾乎所有成年人都只能使用左腦處理語句。該研究所依據的是對左腦中風患者進行的大腦掃描,以及對其語言障礙的臨床研究結果。為此研究人員深入分析了功能磁共振成像。然而,對兒童而言,任何一個大腦半球的損傷都不太可能影響語言學習,因為很多兒童即使左側半球受損嚴重也能學習語言。
  • 切除一側大腦半球後,剩餘大腦將如何補償?|Cell Reports
    一項研究發現,兒童時期接受大腦半球切除術的個體成年後,剩餘大腦半球中各部分之間的聯繫遠超一般水平,從而得以實現原本需要整個大腦才能實現的功能
  • 割裂腦的研究,促進心理學的發展,揭示了大腦左右半球的特有功能
    大腦的兩個半球是通過胼胝體相連接,胼胝體由大約2億根神纖維構成,它的功能就是使左右腦相互聯繫。一旦被切除,大腦兩半球的功能就彼此獨立了,而這時就被稱為割裂腦。我們都知道大腦分為左腦和右腦兩個半球,一般來說,人的左腦和右腦有明確分工,左腦主要負責邏輯、文字、語言、分析、數字,右腦則主要負責顏色、音樂、想像、空間感覺等活動。那麼這些結論從何而來?又是怎樣得出的呢?
  • PNAS:中英文差異導致病患大腦結構不同
    一項新的研究結果顯示,講中文和講英文的誦讀困難症患者,其大腦受損的區域是不同的。這一發現為搞清產生誦讀困難的神經學機制帶來了曙光,同時揭示了大腦處理兩種語言的本質差別。在美國和中國,大約有5%到10%的人患有誦讀困難。這些人無法將一個單詞的視覺信號和聽覺信號聯繫起來。在英語中,這種疾病導致了對組成單詞的字母的曲解或變調。
  • 腦科學頂刊導讀73期|100多年了,左右大腦的不對稱性依然備受關注
    這些基因表達特性在個體發育的不同階段發生作用,並能夠在不同物種中引起神經網絡的不對稱性。因此,根據任務需求,前饋或反饋投射的左右半球迴路被激活,並可暫時控制神經過程,而且,神經傳遞的不對稱性可以形成每個半球的偏側化加工。目前尚不清楚兩個半球之間的相互作用是依賴於抑制/興奮二分法,還是通過調整對側的時間神經結構來使另一半球響應延遲,或在聯合作用中與之同步。
  • 百科|人類的語言是從哪裡來的?
    關於語言的起源有手勢假說和發音假說兩種學說。手勢假說認為,人類最初使用的是手語,隨後開始用聲語言,這使得手可以解放出來做其他的事。由於大多數人使用右手,右手由大腦左半球支配,因此語言的優勢位於左半球。發音假說認為,語言由種類繁多的本能叫聲演變成模糊、不確定的音節,並逐漸固定下來。由於地域阻隔,導致了不同語言系統的發生,形成過5600多種語言。
  • 心理隨筆:從大腦半球功能單側化,看生理影響作用
    大腦皮層分作四個功能區域,分別是主管視覺功能的枕葉,主管聽覺功能的顳葉,主管運動功能的額葉,主管感覺功能的頂葉。「前額葉皮層和顳、頂、枕皮層之間的聯絡區與複雜的知覺、注意和思維過程有關。」從橫向角度看大腦的生理結構以及功能情況,主要看大腦左右兩個半球結構與功能。
  • 精通多門語言,對你的大腦有什麼好處?
    精通兩門或兩門以上語言,除了能讓你在旅途中省去一些麻煩,或者看劇時不用字幕,還能意味著你大腦的結構和運作方式,或許與你只會講一門語言的朋友有所不同。那麼,精通另一門語言到底意味著什麼?語言能力評測一般由四個部分組成,包括兩個主動部分,說和寫,以及兩個被動部分,聽和讀。雙語者幾乎能夠平衡地使用兩種語言。
  • 機體大腦如何控制我們的語言功能?
    這些區域可以互相協作作為一個系統網絡來對文字和語序進行加工來確定文字的語境和意義,這將會鍛鍊我們接受語言的能力,同時這也意味著理解語言的能力,而這或許就是表達性語言的補充,其也是產生語言的能力。為了更加清楚地講話,你就必須想到一些詞彙來表達大腦的意思和信息,並且通過一定的語法規則將其組成一個句子,隨後利用機體的肺部、聲帶以及嘴巴進行發聲表達出來。
  • 科學家發現修復大腦新方法:中風有望通過藥物治癒
    大腦重新連線的能力被稱為大腦可塑性,研究人員認為人的一生都具備這種能力。但是兒童大腦的可塑性較高,而成年人的大腦通常可塑性降低。研究人員對嬰兒時期遭受中風的兒童和年輕人進行了研究,他們發現這些人的大腦有著驚人的「重連」功能。美國喬治城大學醫學院的神經學教授Elissa Newport詳細描述了這項最新研究,這項研究涉及了12名年齡在12到25歲之間的青少年。
  • 第306醫院專家解讀大腦語言區功能磁共振fMRI研究
    研究發現如果單純應用統計學閾值來判定語言任務激活區可能會造成雙向誤差,即過低的閾值會使假性激活入選,導致單側半球優勢的激活減弱而誤判為語言優勢雙側分布;過高的閾值又會掩蓋部分真性激活,而使語言雙側分布誤判為單側優勢。針對上述問題,本研究在被試執行語言任務前均增加了運動任務(右手對指運動)作為數據統計的內參照來規範統計閾值。
  • 新研究:學習第二語言會影響大腦結構,提高大腦效率
    例如,一些研究發現,雙語或多語成年人的皮層區域和皮層下灰質結構與單語者的不同。這些發現與其他觀察結果一致,此前的其他觀察強調,掌握一項新技能(如雜耍、彈鋼琴或操作特定工具)的人大腦結構也會發生變化。由於這些變化通常發生在與習得技能相關的大腦區域,因此掌握雙語和多語預計會影響與語言處理、學習和控制相關的大腦區域。
  • 大腦皮質的功能定位
    大腦皮質的功能定位:人類的大腦皮質得到高度的發展,非特化出具有定位關係的皮質功能區(即中樞),但這些皮質區只是執行某種功能的核心部分,其他皮質也有類似功能