工作记忆与超音段感知的年龄相关性研究：揭示正常听力个体的认知-语言交互机制

《The Egyptian Journal of Otolaryngology》：Relationship between working memory and suprasegmental perception in normal-hearing individuals across age

本研究针对工作记忆（WM）与超音段感知（涉及重音、节奏和情感韵律）在不同年龄段正常听力个体中的关系这一薄弱环节，通过评估听觉、视觉和空间WM（分别采用BSA、BSV、BSS反向跨度任务）以及超音段感知能力，发现成年人WM和韵律感知（节奏、情感）能力最优，且视觉WM（BSV）是韵律感知的最强预测因子。该研究揭示了WM，特别是视觉WM，在支持跨生命周期的韵律处理中的关键作用，为针对性的认知干预提供了新思路。

　　

在人类复杂的沟通世界中，言语的旋律——即那些超越单个音素的韵律特征，如重音、节奏和蕴含情感的语调——如同音乐中的节拍与强弱，为语言注入灵魂，极大地影响着信息的清晰度、情感的传达以及句法的理解。支撑这一切的，是一个至关重要的认知系统——工作记忆（Working Memory, WM），它如同大脑的“临时白板”，负责对信息进行暂时的存储和加工处理。然而，随着岁月流逝，无论是工作记忆还是对言语韵律的感知能力，都可能悄然发生改变。尽管研究者们已分别探讨过WM在不同感官模态（如听觉、视觉、空间）的年龄相关性变化，但WM能力如何与超音段感知（Suprasegmental Perception）这一关键语言技能相互作用，并如何伴随人的成长与衰老而演变，这一领域仍存在显著的认知空白。厘清这一关系，不仅有助于理解人类认知与语言能力的协同发展轨迹，更能为区分正常老化与病理性状况（如痴呆、听觉处理障碍）提供重要参照。

为了解开这个谜题，研究人员Gayathri Kalarikkal和Chandni Jain在《The Egyptian Journal of Otolaryngology》上发表了一项研究，旨在深入探讨正常听力（Normal-Hearing, NH）个体中，跨听觉、视觉和空间模态的工作记忆与超音段感知（包括重音、节奏和情感感知）之间的关系，并重点考察了这种关系在儿童（7-12岁）、年轻人（18-30岁）和老年人（55-70岁）这三个关键年龄阶段的表现与差异。

研究方法概述

本研究招募了60名母语为卡纳达语且听力正常的参与者，平均分为儿童、成人和老年三组。研究核心是评估参与者的工作记忆和超音段感知能力。工作记忆评估采用反向跨度任务，分别通过听觉（Backward Span Auditory, BSA）、视觉（Backward Span Visual, BSV）和空间（Backward Span Spatial, BSS）三种模式进行，使用Smriti Shravan软件，任务要求参与者逆序回忆所呈现的数字或空间位置序列。超音段感知评估则包括三个方面：使用专门测试电池中的合成刺激材料来测量重音感知、节奏感知（采用蒙特利尔音乐能力评估套件MBEMA）和情感感知（采用声音情感感知电池）。所有听觉测试均在严格控制的声学环境下进行。由于数据分布多不符合正态分布，统计分析主要采用了克鲁斯卡尔-瓦利斯检验、曼-惠特尼U检验、弗里德曼检验、威尔科克森符号秩检验、斯皮尔曼相关分析以及多元回归分析等非参数统计方法。

研究结果

年龄对工作记忆和超音段感知的影响

研究发现，工作记忆能力呈现出典型的生命周期曲线。成年组在听觉（BSA）、视觉（BSV）和空间（BSS）所有三种模态的WM任务中均表现最佳，显著优于儿童组和老年组。

在超音段感知方面，年龄的影响则因具体能力而异。对于节奏感知和情感感知，成年组同样表现最优，老年组表现最弱，组间差异显著。

然而，重音感知在不同年龄组之间未显示出显著差异，表明这种基本的韵律感知能力在生命周期中相对稳定。

不同模态工作记忆表现的组内比较

在每个年龄组内部，不同模态的工作记忆表现也存在差异。对于所有三个年龄组，视觉工作记忆（BSV）的平均得分都是最高的。

具体而言，在儿童组中，BSA得分显著低于BSV和BSS。在成人组中，BSV得分显著高于BSA和BSS，但BSA与BSS之间无显著差异。在老年组中，仅BSV得分显著高于BSA，BSA与BSS、BSV与BSS之间均无显著差异。这提示了WM的发展与衰退具有模态特异性。

工作记忆与超音段感知的关系

相关性分析显示，除了重音感知外，所有三种模态的WM（BSA, BSV, BSS）均与节奏感知和情感感知呈显著正相关。这意味着WM能力越强的个体，在辨别节奏和识别语音情感方面也倾向于表现更好。

尤为重要的是，多元回归分析进一步揭示，在控制了其他模态的WM后，视觉WM（BSV）是节奏感知和情感感知唯一显著的预测因子。

研究结论与意义

本研究清晰地描绘了工作记忆和超音段感知技能在生命周期中不同的发展与老化模式。成年期是认知功能的峰值期，而儿童和老年群体在这些能力上相对较弱。研究最重要的发现之一是揭示了视觉工作记忆（BSV）与韵律处理（特别是节奏和情感感知）之间存在强有力的联系。这种关联可能源于两者对时间序列处理、模式识别以及可能共享的神经基础（如前额叶和顶叶皮层）的共同依赖。视觉工作记忆在扫描和理解情境（如面部微表情）中的作用，可能也间接支持了从语音中提取情感信息的过程。

这一发现具有重要的理论和实践意义。在理论层面，它挑战了将韵律处理仅仅视为听觉领域功能的传统观点，强调了跨模态的、更一般的认知机制（尤其是视觉空间工作记忆所依赖的中央执行功能）在理解言语韵律中的关键作用。在实践层面，研究结果指出，针对工作记忆，特别是视觉工作记忆的认知训练，可能成为改善老年人韵律感知能力、进而提升其沟通效果的有效干预途径。此外，理解WM与超音段感知的相互作用有助于区分正常老化与病理性状况（如听觉处理障碍APD或早期神经退行性病变），为早期识别和诊断提供了潜在的认知标记。总之，这项研究深化了我们对认知与语言在整个生命周期中如何交织发展的理解，并为开发针对不同年龄段的认知康复策略奠定了科学基础。