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学龄前儿童情绪多感官整合的颞叶皮层激活特征:一项fNIRS研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月19日 来源:NeuroImage 4.7
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推荐:本研究针对学龄前儿童情绪多感官整合(eMSI)的神经机制空白,采用功能性近红外光谱技术(fNIRS)探索其视听条件下快乐与愤怒识别的行为与脑激活模式。结果显示儿童在视听整合(AVI)中表现更优,愤怒识别尤为显著,且双侧颞上回(STG)及左颞中回(MTG)激活增强。该研究为儿童情绪发展及孤独症谱系障碍(ASD)干预提供了重要神经依据。
情绪识别是人类社交互动的核心能力,而多感官信息的整合(如同时观察面部表情和聆听语音语调)能显著提升情绪理解的准确性。这种被称为情绪多感官整合(emotional multisensory integration, eMSI)的过程,在成人和婴儿研究中已有较深入探索,但学龄前儿童这一关键发展阶段的神经机制仍属空白。这一年龄段的儿童正处于情绪认知能力快速发展的时期,理解其eMSI特征不仅有助于揭示神经发育规律,还可能为孤独症谱系障碍(ASD)等社交情感障碍的早期干预提供靶点。
淮北师范大学的研究团队在《NeuroImage》发表的研究中,利用儿童友好的功能性近红外光谱技术(fNIRS),首次系统揭示了学龄前儿童在快乐与愤怒识别任务中颞叶皮层的激活特征。研究采用视听双通道实验范式,通过行为学指标和脑激活模式分析,发现儿童在视听整合条件下表现最优,且愤怒识别受益于多感官输入的协同效应。神经影像结果更精准定位到双侧颞上回(superior temporal gyrus, STG)和左颞中回(middle temporal gyrus, MTG)的关键作用,填补了发育神经科学领域的重要空白。
研究团队采用三阶段实验设计:首先通过标准化情绪图片(中国面孔情感图片系统)和声音材料(中国情感数字声音系统)构建视听刺激;其次利用便携式fNIRS设备(Artinis Medical Systems)采集42名5岁儿童颞叶22个通道的血氧信号;最后结合NIRS_SPM工具箱进行空间定位和广义线性模型分析。关键创新在于采用儿童友好的块设计任务,通过按键反应测量行为表现,同步获取STG、MTG等区域的β值作为脑激活指标。
行为结果显示:儿童对快乐识别的准确率(95.7%)显著高于愤怒(88.2%),符合情绪发展的"效价特异性"理论;视听整合条件(AV)下愤怒识别准确率(92.7%)显著优于单一感官条件,而快乐识别则在视觉(V)条件下反应最快(993 ms),提示学龄前儿童存在视觉主导策略。
fNIRS结果揭示:1)左MTG(CH12/15)对快乐刺激激活更强,印证了该区域跨模态情绪表征的功能;2)视听整合显著激活双侧STG(右CH9/左CH13-18)和左MTG(CH16),其中右STG在AV条件下的β值较视觉条件提升达34%,证实其为eMSI的核心枢纽;3)未发现情绪处理的半球偏侧化,表明儿童期神经功能尚未完全特化。
讨论部分指出,该研究首次绘制了学龄前儿童eMSI的神经图谱:1)挑战了成人研究中"愤怒优势效应"的普适性,发现儿童更依赖快乐情绪的"积极偏向";2)揭示STG-MTG网络在发育早期的协同机制,左MTG可能通过语义整合支持快乐识别,而双侧STG实现视听信号初级绑定;3)为ASD儿童异常的视听整合(如STG低激活)提供了对照基准,暗示多感官训练可能改善其社交障碍。
这项研究的临床意义在于:fNIRS揭示的STG-MTG激活模式可作为儿童情绪发育的神经标记物,未来或用于ASD的早期筛查;设计的儿童友好范式为发展神经科学研究提供了方法论范本。团队也指出需扩展情绪类型(如恐惧)和脑区覆盖(如前额叶)的后续研究,以全面解析eMSI的发育轨迹。这些发现不仅深化了对儿童社会认知神经机制的理解,更为发展性障碍的精准干预开辟了新思路。
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