导语：历经几十年的研究已经证实：家庭语言环境，特别是照顾者的语言质量，有助于婴儿时期的语言习得。然而，这一现象背后的神经机制仍在研究中。近期，美国德克萨斯大学达拉斯分校神经发育研究人员领导的小组发现了一些迄今为止最确凿的证据：父母与婴儿多交谈可以改善婴儿的大脑发育。
在婴儿1-2岁时，语言习得方面会有显著的进步，这些进步会受到家庭语言环境的影响，特别是照顾者对孩子说话的数量和方式。最近的研究表明，家庭语言环境的质量（如词汇多样性、叙事语言、流利性、语法复杂性、疑问句使用）对于儿童语言发展至关重要，这些交流是婴儿早期语言习得的最佳方式。越来越多的研究表明母语环境和语言产生之间的联系错综复杂，但这种联系背后的神经机制在婴儿期仍然很大程度上未知。
图1 带有先验兴趣束的玻璃脑图像（图源：[1]）
A：皮质脊髓束；B：弓状束直接额颞段；C：弓状束后顶叶颞段；D：胼胝体的脾部；E：下纵束；F：钩状束；G：额枕下束
基于成人大脑的语言神经生物学传统模型，聚焦于弓形神经束或背侧通路。神经生物学认为弓形束是负责“学习”的纤维束，对产生和理解语言至关重要。但一些研究表明，婴儿具有“成人样”的语言网络。鉴于成年期和婴儿期语言网络之间的相似性，最近的研究试图调查婴儿特定白质通路与认知技能之间的联系。几项研究揭示了语言相关束（包括弓状束）与婴儿语言技能之间的明确联系，但仅反映了白质微观结构与跨多个领域的一般认知技能之间的全局关联，并没有反映与语言技能相关的的专门网络。因此，需要进一步的研究来解开神经过程如何在婴儿大脑不同的发展阶段成为语言技能的基础。
一项发表于Developmental Cognitive Neuroscience题为“Language exposure during infancy is negatively associated with white matter microstructure in the arcuate fasciculus”的研究成果，为首个报告在家里收集照顾者的语言和婴儿大脑白质结构一致性之间存在显著关联的研究之一，表明照顾者的语言可促进婴儿期大脑白质长期发育，并建立认知优势。
图2 研究成果（图源：[1]）
此项研究分析了52名来自西方社会英语家庭的典型发育婴儿的母语环境和白质束结构一致性之间的关系。婴儿在3个月、6个月、12个月、24个月时至少进行一次核磁共振脑部扫描，检查脑部发育特征。在婴儿9个月、15个月大时收集家庭语言录音。一般线性回归模型表明，在9月龄时听到最多词汇和最多对话的婴儿在24月龄时左顶颞弓形后束的各向异性分数（FA）最低，白质的成熟速度较慢，孩子在开始说话时有更好的语言表现和认知优势。同样，在9个月大时发音最多的婴儿在6个月大时的FA也最低。
图3 使用Slicer生成的左后顶颞弓形束不同弧长上显著关联的可视化（图源：[1]）
A. 9个月时儿童发声计数（CVC）的可视化和6个月时左后顶颞弓状筋的各向异性分数（FA）；B. 9个月时AVC的可视化和24个月时左顶叶-颞叶弓形筋膜的FA；C. 左侧顶颞弧形筋膜9个月和24个月FA的CTC的可视化
此项研究的通讯作者Meghan Swanson博士表示：“这篇论文旨在探索，为什么听到更多单词的儿童会有更好的语言技能，什么过程促进了这一机制。之所以选择家庭录音，是因为它横跨了婴儿首次说话的出现期。我们希望既能捕捉到咿呀学语的时间框架，又能捕捉到婴儿首次说话或接近说话的时间点。婴儿的家庭环境，特别是照顾者的讲话质量，直接影响到语言的获得，但这背后的机制还不清楚。我们对婴儿大脑白质的几个区域进行了成像，特别是发展中的神经系统路径。弓形束是负责学习的纤维束，对产生和理解语言至关重要，也观察了其他潜在的有意义的纤维束，包括与学习和记忆有关的钩状束。通过大脑图像，我们测量了各向异性（FA）的分数。FA是衡量大脑中水分子运动的自由或限制的程度，反映大脑结构和功能连接的强度，指征白质发育进展。随着纤维网络的成熟，水的运动变得更加受限，大脑的结构变得更加连贯。我们首次发现了照顾者的讲话和婴儿大脑白质发展之间的联系。大脑中的白质促进了各种灰质区域之间的沟通，而灰质区域是大脑中进行信息处理的地方。”
此项研究的共同一作Sharnya Govindaraj博士表示：“婴儿出生时大脑并没有发育完全，某一特定认知技能的神经网络在发育时相当分散，经过发育才会变得更加专业化。随着大脑的发育成熟，可塑性变小，神经网络固定。但从神经生物学的角度来看，婴儿期与其他任何时期都不同。婴儿的大脑似乎要依靠长时间的可塑性来学习某些技能。”
参考资料：
[1]Estrada KA, Govindaraj S, Abdi H, et al. Language exposure during infancy is negatively associated with white matter microstructure in the arcuate fasciculus. Dev Cogn Neurosci. 2023 Apr 11;61:101240. doi: 10.1016/j.dcn.2023.101240. Epub ahead of print. PMID: 37060675; PMCID: PMC10130606.
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