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与成年人不同 儿童使用两个大脑半球来理解语言

乔治敦大学医学中心的神经科学家说,婴儿和幼儿的大脑具有某种超能力。成年人在大脑的两个半球中的一个或另一个大脑中的特定区域中处理大多数离散的神经任务,而年轻人则使用左右半球来完成相同的任务。该发现表明,儿童似乎比成人容易恢复神经损伤的可能原因。

这项研究于2020年9月7日发表在PNAS上,重点研究一种任务,即语言,发现为了理解语言(更具体地讲,是对口头句子的处理),儿童使用了两个半球。这一发现与乔治敦神经病学教授Elissa L. Newport博士,前博士后研究员Olumide Olulade博士和神经病学助理教授Anna Greenwald博士领导的先前和正在进行的研究相吻合。

乔治敦大学和MedStar国家康复网络的合资企业,大脑可塑性和恢复中心主任纽波特说:“对于遭受神经损伤的幼儿来说,这是一个好消息。” “两个半球的使用提供了一种在神经损伤后进行补偿的机制。例如,如果围产期中风导致左半球受损(出生后立即发生),则儿童将使用右半球学习语言。仅损伤一个半球的脑瘫可以在另一半球发展所需的认知能力。我们的研究证明了这是可能的。”

纽波特说,他们的研究解决了一个长期困扰着临床医生和神经科学家的谜团。

根据大脑扫描研究和患有左半球卒中患者语言丧失的临床发现,在几乎所有成年人中,只有在左半球才可以进行句子处理。

但是在很小的孩子中,对任一半球的伤害都不太可能导致语言缺陷。即使左半球严重受损,许多患者也可以恢复语言。纽波特说,这些事实表明,语言在生活的早期就分布在两个半球上。但是,传统的扫描方法直到现在都没有揭示这些现象的细节。纽波特解释说:“目前尚不清楚在出生时是在语言上占主导地位还是在发展过程中逐渐出现。”

现在,通过以更复杂的方式进行功能磁共振成像(fMRI)分析,研究人员已经表明,在幼儿中尚未建立成人的偏侧化模式,并且两个半球在早期发育过程中都参与了语言。

她说,将特定任务定位到一个或另一个半球的大脑网络始于童年,但直到孩子10或11岁时才完成。“我们现在有了一个更好的平台来了解脑损伤和康复。”

该研究最初由儿童国家医学中心的合作者威廉·D·盖拉德(William D. Gaillard)博士和麦迪逊·M·贝尔(Madison M. Berl)博士进行,招募了39名4-13岁的健康儿童。纽波特的实验室增加了14位18-29岁的成年人,并对两组进行了一系列新的分析。参与者被给予了精心研究的句子理解任务。分析检查了个体参与者每个半球的fMRI激活模式,而不是查看组平均值的总体侧向化。然后,研究人员比较了四个年龄段的语言激活图:4-6岁,7-9岁,10-13岁和18-29岁。渗透图显示每个年龄组中每个半球每个体素中具有明显语言激活能力的受试者的百分比。(体素是大脑图像中的一个小点,就像电视监视器上的像素一样。

研究人员发现,在小组水平上,甚至幼儿也表现出左侧语言的激活。但是,大部分最小的孩子在相应的右半球区域也显示出明显的激活。(在成年人中,右半球的相应区域在完全不同的任务中被激活,例如,处理通过语音表达的情感。在幼儿中,两个半球的各个区域都在理解句子的含义以及识别句子的含义。情感上的影响。)

纽波特认为,“句子处理任务中较高的右半球激活水平以及这种激活在发展过程中的缓慢下降反映了语言功能神经分布的变化,而不仅仅是句子理解策略的发展变化。”

她还说,如果研究小组甚至能够对年幼的孩子进行同样的分析,那么“与我们最小的参与者(4-6岁)相比,我们可能会看到右半球在语言处理方面的参与更大。岁)。

“我们的研究结果表明,在语言处理右半球的非常幼儿在正常的参与可能会允许维护和增强右半球的发展如果左大脑半球受伤,”纽波特说。

研究人员现在正在研究在出生时患有左半球严重中风的青少年和年轻人中的语言激活。

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