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在研究大脑皮层偏侧化与语言处理的联系时,尽管已知左半球在语言中起核心作用,但具体机制尚不明确。一种理论认为左半球专责精细的时间处理,右半球则负责频谱分析。这种分工可能与皮质结构有关:左半球的听觉和音系区域表面积较大而皮质较薄,这可能使其更适应快速处理听觉信息。这种结构特征与更高的髓鞘化、区域间连接以及神经柱的组织有关,从而为语言信息的快速分类和处理提供了基础。
2024年11月15日,隆德大学语言与文学中心的Mikael Roll教授在NeuroImage(IF=4.7) 上发表了题为“Heschl’s gyrus and the temporal pole: The cortical lateralization of language”的文章,研究发现大脑结构随阅读能力而变化,尤其是在左半球。更好的阅读者具有明显的特征,包括用于整合词义的较大的前颞叶和用于语音处理的较厚的左侧颞横回。该研究强调了大脑的适应性,表明阅读可以随着时间的推移影响这些结构。随着以娱乐为目的阅读的人越来越少,研究结果强调了阅读对认知发展及其更广泛的社会影响的重要性。研究人员分析了来自 1,000 多名参与者的开源数据,发现不同能力的读者在大脑解剖学中具有独特的特征。左半球对语言至关重要的两个区域的结构在擅长阅读的人中是不同的。
一个是颞叶的前部。左颞极有助于关联和分类不同类型的有意义信息。为了组合“leg”单词的含义,这个大脑区域将视觉、感觉和运动信息相关联传达腿部的外观、感觉和移动方式。另一个是颞横回,这是颞叶上部的褶皱,承载听觉皮层。与右半球相比,更好的阅读能力与左半球颞叶的前部更大有关。拥有更大的大脑区域专门用于意义,更容易理解单词,从而更容易阅读。
Desikan-Killiany分区是在膨胀的平均大脑表面上的区域划分看起来不太直观的是,听觉皮层与阅读有关。阅读不主要是一种视觉技能吗?要将字母与语音配对,我们首先需要了解语言的发音。这种语音意识是公认的前驱体到儿童阅读发展。左颞横回变薄以前与阅读障碍有关,后者涉及严重的阅读困难。研究表明,皮质厚度的这种变化并没有在有或没有阅读障碍的人之间划出一条简单的分界线。相反,它跨越了更大的人群,其中较厚的听觉皮层与更熟练的阅读相关。
大脑结构的皮层厚度偏侧指数及其标准误差条
皮质并不是越厚越好,大多数人的听觉皮层在左半球有更多的髓鞘。髓鞘是一种脂肪物质,可作为神经纤维的绝缘体。它可以提高神经通讯速度,还可以使脑细胞列彼此隔离。神经柱,作为小型加工单元,可以发挥作用。它们在左半球增加的孤立和快速交流能够实现语言所需的快速、分类处理。我们需要知道说话者在说“dear” 或“tear”时是否使用 “d” 或 “t ”类别,而不是检测声带开始振动的确切位置。然而,皮质也不是更薄更好,需要整合信息的复杂能力往往受益于较厚的皮层。前颞叶及其整合信息的复杂方式确实是所有皮层区域最厚的结构。一个潜在的机制可能是存在更多重叠、相互作用的神经元,这些神经元更全面地处理信息。音系学是一项高度复杂的技能,其中不同的声音和运动特征被整合到语音中。它似乎与较厚的皮层相关在左侧颞横回附近的区域。
显然,大脑结构可以告诉我们很多关于阅读技能的信息。但重要的是,大脑是可塑的——当我们学习一项新技能或练习一项已经获得的技能时,它会发生变化。
发音得分随着以下因素的增加而提高:(a) 左侧Heschl's gyrus(HG,黄色)的皮层厚度更大,以及 (b) 颞极表面积的左到右比例增加(绿色)未来研究可以探究颞横回、颞极以及颞平面的皮层结构,并分析这些结构如何与个体在语言任务中的表现相关联。近期有研究借助先进的个体分割技术,已揭示听觉皮层在体积、形态和回转程度以及皮质厚度方面存在显著个体差异,并探讨了这些差异与行为技能之间的关联。此外,基于微观结构特征对颞极进行的细分可能揭示其不同的功能。值得注意的是,发音分数与左侧颞横回的皮质厚度相关,而这一参数被认为在很大程度上受经验影响,这为基于语音的阅读障碍的听觉训练计划提供了支持。
参考文献:
Roll, M., Heschl’s gyrus and the temporal pole: The cortical lateralization of language. NeuroImage (Orlando, Fla.), 2024. 303: p. 120930.资讯来源:
https://neurosciencenews.com/reading-language-emotion-neuroscience-28246/
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编译:张 航
校审:展琳琳
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