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为探究双语者第一语言(L1)和第二语言(L2)在大脑中是共享还是分属不同区域,研究人员对两名巴斯克 - 西班牙语双语者进行术中电刺激映射(ESM)研究。结果发现左颞叶存在共享和特定语言区域。这有助于理解双语大脑组织,为个性化医疗提供依据。
在人类大脑的 “语言版图” 中,双语者的第一语言(L1)和第二语言(L2)究竟是如何 “划分领地” 的,一直是神经科学界热衷探索的谜题。长期以来,研究人员围绕 “两种语言在大脑中是共享神经区域,还是各自占据独特领地” 这一问题展开了激烈讨论。一些研究表明 L1 和 L2 存在显著重叠,暗示着共同的神经基础;然而,另一些研究却发现不同语言有着各自独立的脑区。以往通过术中电刺激映射(ESM)研究双语者大脑语言区域时,由于多选择患有浸润性脑肿瘤(如脑肿瘤会导致功能重组,混淆对 L1 和 L2 “假定” 神经特征的判断)的患者,使得研究结果受到干扰。所以,迫切需要新的研究来揭开这一谜题的真相。
来自西班牙多个研究机构(包括 Hospital Cruces、BioCruces Research Institute、IKERBASQUE 等)的研究人员 Ileana Qui?ones、Sandra Gisbert-Mu?oz 等,为了深入探究双语者大脑中语言的奥秘,开展了一项别具一格的研究。他们选择了两名精通巴斯克语和西班牙语的双语者作为研究对象,这两名参与者都患有小的良性左颞叶病变,但大脑属于 “神经典型”,未受到肿瘤驱动的重组影响,这为研究提供了理想的样本。通过将双语图片命名任务与在线 ESM 相结合,研究人员对 L1 和 L2 的皮质 - 皮质下语言支柱进行了功能映射,从而确定了神经组织中结构与功能的关系。
此次研究用到的主要关键技术方法如下:
- 术中功能映射:为两名患者分别在不同麻醉方案下进行清醒开颅手术,利用皮质和皮质下刺激,通过双语句子完成任务评估语言处理的不同方面,确定功能反应。
- 聚类分析:采用基于邻域的聚类方法,解决术中刺激结果实时量化困难的问题,评估刺激效果在个体内和个体间的可重复性。
研究结果如下:
- 术中功能映射结果:在两名患者中,共进行 216 次实验性试验,确定了四种行为障碍类型,其中命名不能(anomia)最为常见。在 Case 1 中,左颞上回(STG)后部产生 L2 特异性命名不能和语义性错语;左颞中回(MTG)后部产生非语言特异性命名不能;左额枕下束(IFOF)产生命名不能、语义性错语和一次不可重复的语言切换错误。在 Case 2 中,STG 前部诱导 L1 特异性命名不能;MTG 前部和左 IFOF 前部在两种语言中均引发命名不能和构音障碍。此外,刺激 MTG 和 IFOF 时发现前后部功能存在差异,后部刺激产生语义性错语,前部刺激导致构音障碍。
- 术后临床评估结果:Case 1 术后出现轻度短暂性言语障碍,但三个月后神经心理学评估无认知障碍;Case 2 术后无神经功能障碍,五年随访期内无癫痫发作。
研究结论和讨论部分指出,该研究揭示了双语者左颞叶皮质和皮质下区域中 L1 和 L2 的表征既有共享区域,也有特定语言区域。刺激左 STG 会引发 L1 或 L2 的选择性失语症状,表明左 STG 内存在语言特异性微电路;而刺激左 MTG 和 IFOF 显示出 L1 和 L2 的重叠区域,突出了左 MTG 在整合和产生流利言语中的关键作用。这些发现不仅加深了人们对双语大脑组织的理解,而且在临床上强调了个性化医疗的重要性,有助于在术前和术中充分保护患者的所有语言能力。该研究成果发表在《Acta Neurochirurgica》,为后续相关研究奠定了坚实基础,推动了双语神经科学领域的发展。