视觉空间功能神经偏侧化的发展变化：来自线段平分任务的证据

这篇研究通过fMRI技术探究了5-12岁儿童在执行线段平分任务时的神经激活模式，发现与成人相似，儿童在顶叶和后颞叶区域表现出稳定的右半球偏侧化激活，这与语言功能逐渐左偏侧化的发展轨迹形成鲜明对比，为理解大脑功能偏侧化的发育机制提供了新视角（fMRI：功能性磁共振成像）。

　　

视觉空间功能神经偏侧化的发展轨迹

ABSTRACT

传统研究认为左半球专精语言功能，右半球主导空间功能，但关于这种偏侧化的发展起源知之甚少。最新证据表明，幼儿的语言表征呈现双侧化模式，而空间任务如线段平分（Landmark任务）在成人中表现出强烈的右半球偏侧化。本研究通过fMRI检测5-12岁儿童执行垂直线段长度判断任务时的脑激活模式，发现年幼儿童已表现出与成人相同的右偏侧化顶叶和后颞叶激活，且测试年龄范围内未观察到偏侧化程度的年龄效应。这提示线段平分任务的神经偏侧化在发育早期即已稳定建立，与语言功能的渐进式偏侧化模式形成鲜明对比。

1 引言

大脑半球功能特化理论认为，右半球在视觉空间功能中占主导地位，尤其在线段平分任务中表现显著。成人神经影像学研究一致显示该任务激活右顶叶皮层（BA7/40），可靠性高达93%。然而，不同空间任务的偏侧化模式存在差异——例如心理旋转任务呈现双侧激活，而视觉空间建构任务则激活双侧顶叶区。语言功能的发展研究表明，4-13岁儿童的语言偏侧化呈现从双侧向左半球集中的渐进过程，这引发了对空间功能是否遵循相似发展轨迹的思考。

2 材料与方法

36名5-12岁健康儿童（平均8.92岁）在3T磁共振扫描仪中完成改良版Landmark任务。垂直线上呈现偏移中心的水平分割线，儿童需判断上下线段的长短（空间条件），控制任务则要求判断线段端点的明暗差异（亮度条件）。采用事件相关设计，通过对比空间>亮度的激活模式，使用基于Brodmann分区（BA7/39/40）的解剖学ROI和成人数据定义的功能ROI进行分析。采用加权自举法计算偏侧化指数（LI），其中-1表示完全右偏侧。

3 结果

3.1 行为表现

儿童在两种条件下均表现优异（准确率>94%），反应时约1082ms，年龄与准确率/反应时无显著相关性，证实任务难度适合全年龄段。

3.2 影像学发现

全脑分析显示空间条件显著激活右半球梭状回（BA37）和顶下小叶（BA40）两个簇团。个体分析揭示显著的异质性——部分儿童呈现双侧激活，另一些则显示典型右偏侧模式。关键发现是：在解剖学定义的顶叶ROI中，平均LI为-0.25（SE=0.04），与成人数据高度一致，且LI与年龄无显著相关性（r=-0.038）。回归分析表明年龄、准确率和反应时均不能预测任一脑区的激活强度。

4 讨论

本研究首次系统描绘了线段平分任务神经偏侧化的发展轨迹。与语言功能不同，5岁以上儿童已表现出类似成人的右半球优势模式，且这种偏侧化程度在童年中期保持稳定。这种差异可能源于：

（1）任务特异性：线段平分涉及基础的视觉空间比较，而复杂建构任务需要更多双侧协调

（2）神经机制差异：语言偏侧化可能受文化经验（如阅读习得）驱动，而基础空间处理的偏侧化可能更早确立

值得注意的是，婴儿研究显示4-5月龄已存在水平线段的左向注视偏好（"假性忽视"），暗示右半球优势可能先天存在。这些发现对理解围产期脑损伤后的功能重组具有重要意义——右半球损伤可能更早且更持久地影响空间功能发展。未来研究需要探索更年幼儿童及不同空间任务的偏侧化模式，以揭示大脑功能特化的普遍原则。