Communications Biology: 年轻时掌握双语,解锁大脑高效潜能!

文摘   2024-12-21 19:00   浙江  

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双语是探索大脑结构与语言发展问题的重要窗口。大脑在其生命周期中展现出惊人的适应性,能够依据经验调整其结构和功能。研究指出,多种技能的获得过程中,神经可塑性的表现与学习开始的时间密切相关。双语为此提供了一个理想的模型,有助于人们理解从出生起便学习语言时大脑连接方式的差异,尤其是在语言回路构建期间,以及当第一语言处理系统已经成熟后的情况。此外,学习第二语言还可能对工作记忆和认知控制能力产生正面效应

2024年10月10日,麦吉尔大学 Zeus Gracia-Tabuenca博士Elise B. Barbeau博士及其研究团队在Communications Biology上发表了题为“Enhanced efficiency in the bilingual brain through the inter-hemispheric cortico-cerebellar pathway in early second language acquisition”的文章,研究表明神经可塑性是大脑在自身内部建立联系、适应周围环境的能力。大脑在童年时期最具可塑性,会形成对语言等刺激的新途径。fMRI 扫描显示,双语参与者比单语参与者的大脑区域之间的连接性增加,并且这种连接性在那些在年轻时学习第二语言的人中更强。这种影响在小脑和左额叶皮层之间尤为强烈。


研究者招募了 151 名会说法语、英语或两种语言的参与者,并记录了他们学习第二语言的年龄。参与者使用静息态功能磁共振成像 (fMRI) 进行扫描以记录全脑连接,而不是像以前的双语研究那样专注于特定区域。

全局效率是一种衡量网络内所有可能连接的指标,但分数可以是所有连接的乘积,也可能由连接的子集驱动。为了测试这些可能性,研究进行了 NBS 分析,研究结果表明,皮质-小脑回路正在推动双语样本的整体效率。因此,经典外侧区域之外的大脑区域对于有效的语言功能和学习很重要

图 1:与单语者相比,早期和同时双语者的全脑效率更高。

研究证明了小脑-皮质相互作用在双语大脑组织中的主要贡献。重要的是,第二语言 (L2) 的 AoA 对大脑的功能组织起着关键作用——在儿童早期学习第二语言可能会导致大脑网络的更有效布线或更多整合,以及更强的半球间皮质-小脑通路连接。此外,没有发现 L2 熟练度或 L2 暴露年限对双语大脑的功能组织有影响,这表明 AoA 在这方面发挥着更相关的作用。结果倾向于支持一种语言学习模型,该模型涉及先天布线和加强交互的学习体验之间的相互作用。

图2:与单语者相比,早期和同时双语者的皮质和皮质-小脑连接更高。

此外,结果表明,同步双语者往往具有更高的网络间功能连接性,尤其是以半球间的方式。这一发现与之前的研究相吻合,该研究显示结构和功能神经影像学特征具有更高的半球间效应。例如,以前的研究发现,与单语者相比,双语者的胼胝体厚度更大和胼胝体中的各向异性分数与 AoA 相关。另一方面,早期 AoA 与较高的半球间额叶功能连接有关。此外,半球间功能连接可预测预期的 L2 采集性能。

该研究是针对蒙特利尔语言环境的,使用法语/英语双语者的样本。因此,能够招募到相对同质的双语者样本,从而减少潜在混杂变量的影响。目前尚不清楚研究结果如何推广到其他双语群体或背景,在这些群体或环境中,双语体验可能会受到移民身份和/或社会经济地位等因素的额外调节。然而,鉴于皮质-小脑回路在言语的运动协调、工作记忆、注意力、动作顺序、错误预测和纠正、解析语法、语言理解和产生中的作用,它们很可能与大脑语言组织和 AoA 效应密切相关。在双语者中,尤其是在非常早期的发展中,这将涉及管理跨语言干扰和提高两种语言的熟练程度。在这项研究中,研究专注于双语体验,阐明了语言是如何存储和表示的,并强调了 AoA 对神经发育和大脑组织影响的重要性

图3:与单语组相比,同时显示更高的皮质和皮质-小脑连接性。

总之,研究在具有不同 L2 习得年龄的单语和双语者的大型样本中使用了基于网络的分析,并确定了全脑、功能网络水平和大脑区域功能连接效应,包括与 L2 AoA 相关的高比例皮质和小脑-皮质半球间连接。双语大脑网络显示出更高的效率,这是由儿童早期的 L2 暴露驱动的。综上,这些发现强调了大脑的内在功能模式如何受到第二语言习得发生的发育时间表的影响,并指出了一种更优化的机制来实现 L2 技能,即在大脑显着生长和神经可塑性潜力期间学习语言。这项研究进一步增强了对语言体验的时间如何影响大脑效率和组织的理解。

参考文献:

Zeus Gracia-Tabuenca et al, Enhanced efficiency in the bilingual brain through the inter-hemispheric corticocerebellar pathway in early second language acquisition,communications biology ,DOI:10.1038/s42003-024-06965-1

资讯来源:

https://medicalxpress.com/news/2024-10-bilingualism-brain-efficient-young-age.html


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编译:宋佳颖

校审:展琳琳

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