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二语习得对语言脑区神经可塑性的影响

梁冰倩

安徽新华学院,230031

摘要: 二语学习会引起语言脑区的宏、微观结构变化,这称之为神经可塑性。目前涉及该领域的实证研究角度单一松散,对于二语习得诱发的语言网络结构变化的了解较难深入。鉴于此,本研究旨在通过系统梳理前人关于二语习得对语言脑区神经可塑性的研究成果,探明一条参与二语习得的语言网络,以期加深二语习得与神经可塑性的认知。
关键词: 二语习得;语言脑区;神经可塑性;宏观和微观结构
DOI:10.12721/ccn.2023.157622
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1. 引言

神经可塑性是指人脑能根据环境刺激、认知需求或行为经验,在生理和功能上改变结构(Li, Legault, & Litcofsky, 2014)。多项研究发现,二语学习会引发大脑结构的宏、微观变化。宏观变化涉及灰质密度或体积、皮质厚度及白质完整性。微观为白质和脑大分子体积变化等(e.g., Luo, Kwok, & Liu et al., 2019)。虽然二语习得与神经可塑性的关系已被证实,然而目前尚未有研究系统梳理二语习得诱发的语言区变化及二语习得脑网络,难以深化我们对该领域的了解。因此本研究将系统梳理前人研究,探明一条参与二语神经可塑性的语言控制网,以期加深对二语学习与神经可塑性二者关系的认知。

2. 二语习得与神经可塑性

二语习得过程中,许多语言区会在宏、微观上出现变化。

额下回是左半球的一个核心语言区,与基底神经节共同形成神经回路参与词汇检索、发音规划、感官和序列学习、形态-句法-策略、语法和语义加工。双语者左侧额下回中灰质体积和皮质厚度会随二语训练量的增加而增加(Klein, Mok, Chen, & Watkins, 2014)。

左侧顶下小叶及围绕缘上回和角回的邻近区域,涉及语音工作记忆、语音存储、语义整合、词汇学习、事件表征和情景记忆检索,并参与二语新词语音表征和语义整合,二语水平更高者其顶下小叶中灰质体积更大(Yang et al., 2015)。

纹状体是一语和二语加工的重要结构。双语者纹状体的尾状核中的灰质体积及壳核的灰质密度会扩大(Zou et al., 2012)。

扣带回能调解左右半球间的信息交流(Hämäläinen et al., 2017)。前扣带回与额下回、顶下小叶、尾状核等形成的综合脑网络涉及转换抑制和监控、语音学习、词汇检索和形态句法处理。双语者在冲突监控和认知控制方面更有优势,前扣带回的灰质量越大,双语者的行为冲突越小(Li, Legault & Litcofsky, 2014)。

梭状回中部与双语语言竞争有关。Luo et al. (2019)的研究指出,早期双语者的左侧梭状回中部的脑大分子体积增生显著大于晚期双语者。 

颞极在双语词汇概念加工中起重要作用。在正常衰老中,双语者颞级的灰质体积比单语者减少的更慢,其年龄相关认知能力下降更慢(Li, Legault, & Litcofsky, 2014)。

弓状束是一条连接颞、顶叶和额叶语言区的白质束通路,与Broca区、Wernicke区和Geschwind区均有连接,涉及语音、语义(如听觉语义理解)和社会功能(如沟通技能)(Nicole et al., 2018)。早期双语学习有助于调节弓状束的结构偏侧性,从而形成一个侧化程度较低和两侧更平衡的双侧结构的外侧裂语言束(Hämäläinen et al., 2017)。

3. 总结与展望

综上可知,虽然在二语学习过程中,许多因素如习得年龄、熟练度等都会有一定影响,但不可否认,二语学习会引起语言区在宏、微观上发生变化。其大体趋势为二语习得引起了灰质体积或密度、脑大分子体积和皮质厚度增加、白质完整性增强等。并且笔者也梳理出了一条参与二语加工的脑网络,包括额下回、顶下小叶、扣带回、纹状体、颞极、梭状回中部、弓状束。这些脑区的神经可塑性变化对于调节人脑的结构偏侧化、减缓认知老化及缓和行为冲突等有着重要的作用。 

本研究也基于当前的研究不足对未来研究进行了展望。第一,二语习得年龄和熟练度对语言区的神经可塑性不容忽视;第二,目前有关双语对作为语言理解腹侧流的主要成分(即额枕下束)的神经可塑性研究尚存争议,值得进一步探讨;第三,有关该话题的健康人群和语言障碍人群的对比综述研究将对临床康复治疗提供参考。

参考文献:

1.Hämäläinen, S. , Sairanen, V. , Leminen, A. , & Lehtonen, M. (2017). Bilingualism modulates the white matter structure of language-related pathways. NeuroImage, 152, 249-257.

2.Klein, D. , Mok, K. , Chen, J. K. , & Watkins, K. E. . (2014). Age of language learning shapes brain structure: a cortical thickness study of bilingual and monolingual individuals. Brain and Language, 131, 20-24.

3.Li, P. , Legault, J. , & Litcofsky, K. A. . (2014). Neuroplasticity as a function of second language learning: anatomical changes in the human brain. Cortex, 58, 301-324.

4.Luo, D., Kwok, V. P. Y., Liu, Q., Li, W., Yang, Y., Zhou, K., … Tan, L. H. (2019). Microstructural plasticity in the bilingual brain. Brain and Language, 196, 104654.

5.Nicole, E. , Lennart, V. , Davide, F. , Saad, J. , Khrapitchev, A. A. , & Sibson, N. R. , et al. (2018). What is special about the human arcuate fasciculus? lateralization, projections, and expansion. Cortex, S0010945218301515-.

6.Yang, J. , Gates, K. M. , Molenaar, P. , & Li, P. . (2015). Neural changes underlying successful second language word learning: an fmri study. Journal of Neurolinguistics, 33, 29-49.

7.Zou, L. , Ding, G. , Abutalebi, J. , Shu, H. , & Peng, D. . (2012). Structural plasticity of the left caudate in bimodal bilinguals. Cortex, 48(9).