婴儿是否将哭声感知为言语(speech)?

《Developmental Cognitive Neuroscience》:Do babies perceive cries as speech?

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年07月11日 来源:Developmental Cognitive Neuroscience 4.6

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  摘要:成人的言语知觉(speech perception)与言语产生(speech production)相互关联。由于婴儿在产出语言前已具备精细的言语知觉能力,该联系通常被认为随发育而出现。然而,哭声(cry)是婴儿自出生即能产生的沟通信号,其旋律受产前所听

  
摘要:成人的言语知觉(speech perception)与言语产生(speech production)相互关联。由于婴儿在产出语言前已具备精细的言语知觉能力,该联系通常被认为随发育而出现。然而,哭声(cry)是婴儿自出生即能产生的沟通信号,其旋律受产前所听言语的调制,提示哭声与言语可能在发育上具有连续性,且产出自知(production-perception link)在生命早期对哭声最为明显。本研究据此考察新生儿是否以类似于言语的方式感知哭声。暴露于法语胎教环境的法国新生儿在聆听法语哭声与法语语句时,右侧颞区(right temporal region)对哭声的神经反应强于对言语的反应;相反,不熟悉法语的意大利成人对言语的反应强于对哭声。新生儿对一个较不熟悉、声学较不复杂但其自身可产生的沟通信号表现出增强反应,表明 vocal production(发声产生)与 auditory perception(听觉知觉)之间的联系可能自出生即存在。
论文解读:婴儿是否将哭声感知为言语?——基于fNIRS的新生儿哭声与言语神经加工研究
一、研究背景与意义
传统观点认为,言语知觉(speech perception)与言语产生(speech production)的耦合(coupling)随发育逐步形成,因为婴儿在约3—12个月才逐步产出咿呀语(babbling)及单词,此前无法检验产出自知(production-perception link)。但哭声(cry)是新生儿唯一自出生即可主动发出的具有沟通功能的vocalization(人声),且已有研究表明新生儿哭声的音调轮廓(pitch contour / f0contour)可被产前听取的母语韵律(intonational contour)调制,提示哭声与言语可能存在发育连续性(developmental continuity)及共享的感知—运动表征。此外,新生儿对同类哭声存在情绪感染(emotional contagion),说明哭声对其具高度显著性(salience)。
既往婴儿言语知觉研究表明新生儿偏好(pre?natal heard)言语而非非言语声,颞叶(temporal cortex)参与言语加工。若哭声作为最早的自产沟通信号被大脑以"广义言语范畴"处理,且产出自知从出生即存在,则新生儿应对哭声——尤其在其激活与自身发声系统相关的额叶运动区——表现出不弱于甚至强于对熟悉言语的反应。为验证此假设,Lucarini Gaia等研究人员采用功能近红外光谱(functional Near?Infrared Spectroscopy, fNIRS)同步记录法国产前暴露(pre?natally French?exposed)新生儿及不懂法语的意大利成人在听取法语新生儿哭声与法语语句时的皮层血流动力学响应,探讨哭声与言语是否共享神经机制及其与发声经验的关系。该论文发表于《Developmental Cognitive Neuroscience》。
二、主要技术方法
研究人员采用block design(块设计)fNIRS实验。新生儿组为25名健康足月法国产前暴露新生儿(生后1—4天),成人对照组为27名意大利用户不懂法语之非父母成人。刺激材料为时长匹配之法语新生儿哭声(10名不同新生儿)与法语成年女性语句(10名不同说话人),强度归一化,均含连续声学信号。fNIRS探头覆盖双侧额叶(frontal)、颞叶(temporal)及顶叶(parietal)皮层语言相关区;新生儿用NIRx NIRScout(采样率15.625 Hz,无短距通道),成人用NIRx NIRSport 2(含短距通道做生理噪声校正)。数据处理计算氧合血红蛋白(oxyhemoglobin, oxyHb)与脱氧血红蛋白(deoxygenated hemoglobin, deoxyHb)浓度变化,带通滤波(0.01–0.7 Hz),去除运动伪迹,线性基线去漂移,成人数据先行短距通道回归校正(Saager & Berger, 2005)。统计采用cluster?based permutation test(聚类置换检验,Maris & Oostenveld, 2007)比较各条件相对于基线及两条件间差异,解决多重比较问题。因脑成熟及血流动力学差异,不进行新生儿与成人直接组间比较。
三、研究结果
3.1. Newborns(新生儿结果)
聚类置换分析显示,新生儿右侧颞区(channel 19, p=.001)对哭声的oxyHb激活显著强于对言语。哭声与基线比在左侧额?颞?顶区(channels 4, 9, p<.001)及右侧颞区(channels 19, 22, p<.001)引发显著激活;言语与基线比在左侧颞区(channels 3, 6, p<.001)及右侧颞?顶区(channels 20, 23, p<.001)引发显著激活。deoxyHb分析亦发现哭声>言语之右侧颞?顶集群(channels 18, 19, 21, p<.001),两条件各自相对基线呈显著负向deoxyHb变化。结果表明新生儿可感知并处理两种信号,但对自身可产之哭声反应更强,且哭声额外引致涉及前运动/运动皮层(pre?motor/motor cortex)投射之额?顶区激活。
3.2. Adults(成人结果)
成人oxyHb分析显示,言语较哭声引发更强激活,见于左侧颞?顶区(channels 3, 6, 9, 12, p<.001)及右侧颞区(channels 17, 19, p<.001)。言语相对基线激活双侧颞及额?颞?顶集群;哭声相对基线亦激活左侧额?顶及右侧颞、额?顶集群。deoxyHb同样显示言语>哭声之左侧颞?顶差异集群(p<.001)。说明成人以典型听觉?语音网络处理不熟悉言语强于哭声,两者均可引发广泛包括部分额区激活(因其具言语产生经验),但无新生儿之哭声特异性增强模式。
四、讨论与结论总结(翻译浓缩)
本研究发现新生儿与成人对哭声和言语的神经加工模式相反:成人双侧颞区对不熟悉言语之响应强于哭声,符合成人以语音?听觉网络处理较复杂且熟悉之言语信号;新生儿虽也对产前熟悉言语表现左侧颞及右侧颞?顶显著激活(与前人一致),但对哭声——尽管哭声较短接触、声学较简——表现出更强之右侧颞激活,且哭声额外引发涉及前运动/运动皮层区域之左额?颞?顶激活,而成人的相同额区对两种刺激均有反应。这提示哭声作为新生儿唯一具产出的沟通信号,其感知受发声经验(vocal production experience)调制,支持production?perception link(产出自知)在出生时即存在,并以运动系统参与同自身可产信号之听觉加工为特征。哭声与言语可能共享发育连续性,哭声可为后续结构化语言习得提供桥梁。研究局限性包涵未测试异语言暴露新生儿之哭声及自身哭声回放,未来需进一步验证。
综上,研究人员得出结论:不同于成人,新生婴儿对哭声——这一较不熟悉、声学较简但其自身可产生的沟通信号——表现出增强的脑响应,提示 vocal production 与 auditory perception 之间的联系可能自出生即存在,哭声与言语在发育早期享有共同的神经及功能基础。
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