新生儿的母语和非母语加工有不同的半球特异性



研究背景:

在健康成年人中,公认的是,接受性和表达性语言加工与左脑半球优势有关。但是,这种半球专业化的起源仍存在争议。一些作者认为语言是经过遗传编码的,这意味着语言功能的神经网络在出生时就已经存在,因此这些功能天生就被横向化了;另一些人提出半球专业化在儿童时期通过暴露于环境中的语言刺激而逐渐发展。为了探讨这两个观点,本研究采用fNIRS技术研究出生时母语(法语)和非母语(阿拉伯语)的大脑网络,探索关于母语和非母语的先天性半球专业化的问题

研究方法:

1.1 实验流程

所有新生儿在出院前均接受了fNIRS记录。数据在昏暗的隔音室内获取。由于时间限制,将语言和非语言条件(顺序播放和倒序播放)分别提供给两组新生儿。采用功能性近红外光谱(fNIRS)记录27名1天大的足月婴儿。14个新生儿听了语言刺激(母语和非母语的故事),还有13个新生儿处于非语言条件下(倒序播放母语和非母语刺激)。整个测试过程(包括fNIRS安装,数据获取和休息时间)持续了80 分钟或更少。为了控制新生儿的行为状态,仅在新生儿处于安静睡眠状态时才进行记录。使用block设计范例交替显示每种语言的刺激顺序。每个块由一系列三个连续的法语或阿拉伯语刺激组成,总共36个刺激周期(法语= 18;阿拉伯语= 18)。每个阶段包括一个20 s的基线期,然后是20 s的刺激(法语或阿拉伯语;顺序或倒序)和40 s的休息期。每个block的时间过程如图1所示。在顺序和倒序条件下,法语和阿拉伯语的总刺激时间为40 分钟。

 

图1  Block设计过程

1.2 fNIRS数据采集

fNIRS数据采集

使用配备有两个PMT检测器和16个激光二极管(在690nm和830 nm波长处)的Imagent血氧仪收集fNIRS数据,并在110.0MHz进行调制。使用两个10 cm x 5 cm的柔性贴片将发光二极管放在婴儿的头皮上(图2)。每个贴片包含8个光源(4个690 nm的光源,4个830  nm的光源)和一个水平对准的探测器,每个时间区域上总共有4个记录的通道。光源-探测器标准距离设置为1.5、2.0、2.5和3.0 厘米,可以记录两个颞叶不同深度和位置的大脑信号,从而覆盖了Wernicke的区域及其右对应区域。

图2 光源-探测器的位置

研究结论:

研究发现新生儿颞区左右半球氧血红蛋白(HbO2)浓度变化比较显示,母语在左半球明显占优势,而非母语的刺激与右半球偏侧化有关。此外,还发现双侧大脑对非语言刺激处理的激活。总的来看,从出生后的第一天起,不同的神经网络就并行地处理母语和韵律特征。

参考文献:

Vannasing, P., Florea, O., Gonzalez-Frankenberger, B., Tremblay, J., Paquette, N., Safi, D., . . . Gallagher, A. (2016). Distinct hemispheric specializations for native and non-native languages in one-day-old newborns identified by fNIRS. Neuropsychologia, 84, 63-69. doi:10.1016/j.neuropsychologia.2016.01.038