1、Hum Brain Mapp ：双语大脑如何分工？脑科学研究揭示语言表征奥秘

这篇研究探讨了双语者大脑中第一语言（L1）和第二语言（L2）的神经表征是否具有相似性，以及个体语言能力差异是否影响这一表征。在对31位英语为母语、普通话为第二语言的双语者进行fMRI研究后，作者发现尽管在整体水平上大脑并不区分L1和L2，但个体的语言熟练度和第二语言习得年龄显著预测了语言表征差异的程度。使用表征相似性分析（RSA），研究显示，当双语者的L1和L2熟练度差距较小，或L2习得较早时，大脑中多个语言处理区域对两种语言的表征更为相似。这表明双语者并非在所有情况下都对两种语言有统一的神经表征，而是受到语言经验的调节。研究支持了一个整合的双语语言系统模型，同时揭示了语言经验如何塑造大脑中语言的表征方式。

目前的双语理论对不同的大脑区域在多大程度上用于维持或处理一个人的第一和第二语言存在分歧。本研究采用了一种新的多变量方法来解决这个问题。我们研究了双语者是否保持两种语言的不同神经表征；具体来说，我们测试了参与处理两种语言中词义的大脑区域是否可靠地以不同的方式表示每种语言，以及语言表征是否受到L2熟练程度和习得年龄（习得年龄）的个体差异的影响。31名英语-普通话双语成年人在两种语言中执行图片-单词匹配任务。然后，我们使用表征相似性分析来检查哪些大脑区域可靠地显示出每种语言的不同活动模式。我们发现，熟练度和习得年龄都预测了语言网络内多个大脑区域以及腹侧视觉通路多个区域的语言表征之间的差异，这表明自上而下的语言知识和个人语言经验塑造了该处理流中的概念表征。研究结果支持双语者的综合语言系统的模型，沿着一个新的描述，如何表示每种语言的变化与熟练程度和L2习得年龄。

图1 L1英语和L2普通话显著激活的区域（p = 0.01）未校正。 结果叠加在MNI空间的立体定向脑上。L =左，R =右

图2 L1L2熟练度分数差异（%）与L1L2相似度的关系

参考文献

Nichols ES, Gao Y, Fregni S, Liu L, Joanisse MF. Individual differences in representational similarity of first and second languages in the bilingual brain. Hum Brain Mapp. 2021 Nov;42(16):5433-5445. doi: 10.1002/hbm.25633IF: 3.3 Q1 . Epub 2021 Sep 1. PMID: 34469016; PMCID: PMC8519873.

2、PLOS Biology：视觉与语言的神经联动，竟是大脑认知物体的关键！

该研究探讨了人类大脑中物体知识（以物体颜色为例）在视觉皮层中的神经表征是否依赖于与语言系统的连接，结合了扩散成像、功能性磁共振成像（fMRI）和神经心理学评估等方法，研究了中风患者群体的相关神经基础和行为表现，以揭示视觉与语言系统之间的交互在物体知识表征中的作用。

2025年5月20日，中国北京师范大学的刘擘在PLOS Biology（IF=7.8）上发表了一篇题目为“Object knowledge representation in the human visual cortex requires a connection with the language system”的文章。通过结合弥散成像、功能性磁共振成像和神经心理学评估，研究了中风患者视觉皮层中物体颜色知识的神经表征，发现视觉皮层与语言系统之间的白质连接完整性对物体颜色知识的神经表征和行为表现具有显著影响。

看到一个物体并知道它的视觉信息（比如它的常见颜色）会激活大脑的相同区域。例如，看到一根黄色的香蕉，以及知道“香蕉”这个词所代表的物体通常是黄色的，都会激发腹侧枕颞皮层（VOTC）。然而，有证据表明，参与语言处理的大脑区域（如背外侧前颞叶，ATL）也参与了这一过程。例如，患有前颞叶损伤的痴呆症患者在物体颜色知识方面存在困难，尽管他们的视觉处理区域相对正常。

为了了解大脑的语言系统和感觉联合系统之间的交流是否对物体信息的表征是必要的，作者测试了中风导致的连接这两个系统的神经通路损伤是否影响患者将物体与其典型颜色匹配的能力。他们比较了33名中风患者与35名人口统计学匹配的对照组在颜色识别行为上的表现，使用功能性磁共振成像（fMRI）记录大脑活动，并通过弥散成像绘制语言区域与腹侧枕颞皮层（VOTC）之间的白质连接。

33例患者影像学及行为资料分析流程图及病变分布图。

VOTC与语言系统白质连接完整性与VOTC中物体颜色知识神经表征之间的关系

研究人员发现，语言和视觉处理区域之间的更强连接与VOTC中更强的物体颜色表征相关，并且支持在物体颜色知识任务中表现更好。这些效应不能被患者中风病变的变化、相关认知过程（比如简单地识别一块颜色）或早期视觉处理阶段的问题所解释。作者认为，这些结果突显了人类大脑中视觉与语言之间复杂的联系。

作者补充说：“我们的研究结果揭示了大脑存储和检索物体感知知识（比如香蕉的颜色）的能力依赖于视觉和语言系统之间的重要连接。这些连接的损伤会破坏大脑活动和行为，表明语言不仅仅用于交流——它从根本上塑造了感官体验是如何被神经结构化为知识的。”

参考文献：

Bo Liu et al, Object knowledge representation in the human visual cortex requires a connection with the language system, PLOS Biology (2025). DOI: 10.1371/journal.pbio.3003161

3、自闭症幼儿区域大脑结构的差异与未来的语言结果有关

一些自闭症幼儿的语言和社交症状会随着年龄增长而改善，但另一些幼儿则不会改善，而这些不同的结果仅通过临床评分是无法明确预测的。本研究旨在识别与未来语言能力相关的自闭症早期大脑变化。研究假设在自闭症幼儿中，涉及社交、语言和面孔处理的大脑区域的变化能够增强对未来语言能力的预测。

研究利用来自166名自闭症幼儿和109名典型幼儿的372次纵向结构磁共振成像（sMRI）扫描，并控制大脑大小的影响。这些差异在独立的75名幼儿队列中进行验证。

在研究中，讨论了以下内容：

（1）大脑区域变化与先前研究一致：研究发现ASD幼儿在颞叶、梭状回和额叶等区域的灰质体积增大，以及皮质厚度的增加，这些结果与之前的研究结果基本一致。

（2）早期大脑变化的临床相关性：ASD幼儿的大脑变化，特别是左侧和右侧中颞回以及左侧梭状回的灰质体积增大，与更严重的ADOS社交症状和较差的Mullen认知表现相关。

（3）预测语言能力：早期摄入年龄测量的大脑特征与临床和人口统计特征结合，显著提高了对ASD幼儿低/平均语言结果与低语言结果分类的准确性。

（4）小脑和胼胝体的变化：ASD幼儿的小脑灰质体积减少和胼胝体体积增加与早期婴儿期的发现一致，这些变化可能与早期过度生长和随后生长缓慢或停滞有关。

（5）皮质模式异常：ASD幼儿的皮质模式异常表现为多个与ASD相关的语言、社交、面部处理和行为调节区域的灰质体积、表面积和厚度的差异性增加或减少。

（6）基因网络的过度活跃：产前多通路基因网络的过度活跃可能与ASD幼儿的早期社交症状严重程度相关，这些基因网络在皮质模式化和神经发生中起重要作用。

（7）大脑行为关联：具有更多异常大脑测量的ASD幼儿表现出较差的认知表现和更严重的社交症状，这些大脑行为关联大体上与先前的发现一致。

研究局限性主要有研究的局限性包括样本大小、年龄和性别在主样本和复制样本之间的不匹配，以及可能的年龄效应混淆组差异。此外，使用ADOS总分进行分析可能存在模块间总体总分的轻微差异。

参考文献

Duan K, Eyler L, Pierce K, Lombardo MV, Datko M, Hagler DJ, Taluja V, Zahiri J, Campbell K, Barnes CC, Arias S, Nalabolu S, Troxel J, Ji P, Courchesne E. Differences in regional brain structure in toddlers with autism are related to future language outcomes. Nat Commun. 2024 Jun 13;15(1):5075. doi: 10.1038/s41467-024-48952-4. PMID: 38871689; PMCID: PMC11176156.

4、NeuroImage：阅读可以增强大脑中语言和同理心的关键区域

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。

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：