《Journal of Neural Transmission》:Neural correlates of language disfunction in psychiatric disorders: a developmental perspective
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语言构成社会互动的基础,使个体能够与家人和同伴建立联系。通过言语,个体向他人表达思想和情感。因此,在发育过程中经历言语和语言功能的挑战会显著影响社会关系、认知和情感发展。在儿童青少年精神病学中,临床医生观察到,言语和语言能力可能在各种精神(行为/发育)障碍(精
语言构成社会互动的基础,使个体能够与家人和同伴建立联系。通过言语,个体向他人表达思想和情感。因此,在发育过程中经历言语和语言功能的挑战会显著影响社会关系、认知和情感发展。在儿童青少年精神病学中,临床医生观察到,言语和语言能力可能在各种精神(行为/发育)障碍(精神疾病)中发生改变。本综述概述了系统性和原始研究,探讨言语和语言如何在儿童和青少年精神疾病(包括自闭症谱系、精神分裂症、注意缺陷/多动障碍和抑郁症)中受到影响。研究人员强调,利用神经影像技术(即脑电图(EEG)、磁共振成像(MRI)、功能性近红外光谱(fNIRS))来研究儿童青少年精神病学中言语或语言改变的神经生物学基础的研究。研究结果表明,每种被综述的综合征均显示出言语或语言功能改变的证据,并伴有相应的神经生物学变化。大多数现有研究集中于自闭症谱系,而关于精神分裂症和抑郁症的研究通常涉及成人而非儿童或青少年。这凸显了在理解患有精神疾病的发育人群言语和语言改变的神经生物学原因方面存在相当大的研究空白。
**Introduction**
语言构成社会互动和沟通的基础,对于建立社会关系和社会连接至关重要。通过言语、眼神、手势和面部表情等身体信号分享思想和情感,能够传递说话者的情绪状态、想法、身份甚至健康状况。沟通(主要通过口语)是人类连接和社会交换的主要工具。在妊娠期和儿童期,语言通过接触特定语言环境而发展,同时大脑适应随时间处理这些输入。神经网络的成熟与语言处理能力的提升相互交织,支撑着儿童的思考、学习以及形成亲子关系和同伴关系的能力。因此,过去二十年中,语言发展的神经基础因其在神经认知和社会发展中的核心作用而受到广泛研究。在精神病学临床实践中,即使在未诊断出言语或语言障碍的情况下,患有精神疾病的儿童和青少年也常观察到语言和沟通的改变。迄今为止,关于这些改变的神经生物学原因或相关性,以及言语或语言功能改变在特定综合征中的特异性程度,仍知之甚少。同时,快速的技术发展引发了对使用言语信号作为精准精神病学生物信号的兴趣。虽然言语和语言参数已在患有语言障碍的成人以及患有抑郁症等精神疾病的成人中进行了探索,但这一潜力在儿童青少年精神病学中仍基本未被开发。
**Scope and methodology of this review**
本综述的主要目标是总结关于儿童和青少年精神疾病患者言语和语言功能改变及其通过影像技术评估的神经生物学相关性的文献。研究聚焦于自闭症谱系(AS)、精神分裂症、注意缺陷/多动障碍(ADHD)和抑郁症。纳入标准包括:(1)收集患者执行至少一项言语或语言任务(包括接受性任务如言语感知、听觉处理、句子理解,以及表达性任务如言语流畅性、话语产生、图片命名)的数据;(2)从同一组个体同时或随后收集神经影像数据(MRI、EEG或fNIRS)。本综述将语言概念化为一个多维认知系统,涵盖接受性和表达性两个领域,分别涉及不同但重叠的神经网络。接受性语言指理解口语、书面语或手语的能力,包括音位辨别、词汇通达、语义整合和句法分析,主要依赖左半球背侧和腹侧流,涉及颞上回、颞中回和额下回。表达性语言涵盖从发音和韵律到词汇检索、句子形成和话语组织的多个层面,依赖重叠的额颞网络,并涉及运动规划区域如布罗卡区、辅助运动区和 cerebellum。在综述中,当研究采用言语感知或听觉处理范式时,将其解释为涉及接受性语言过程;当研究涉及言语流畅性、句子产生或话语任务时,将其解释为涉及表达性语言过程。本综述采用叙述性/范围综述方法,系统检索PubMed、PsycINFO和Web of Science数据库。纳入标准包括:(1)参与者被诊断为四种目标疾病之一;(2)样本为儿童或青少年(平均年龄≤18岁),或当儿科文献稀少时纳入成人样本;(3)至少采用一项言语或语言功能的行为测量;(4)至少采用一项神经影像测量;(5)发表于同行评审英文期刊。排除个案研究、单病例报告及仅关注非语言认知功能的研究。四种疾病基于高患病率、临床症状中言语和语言改变的存在以及至少有一些语言功能神经影像研究而选择。
**Language in autism**
自闭症谱系以社交沟通和社交互动的持续困难为特征,常见语用困难、对话互惠性降低以及难以根据社交情境调整沟通。这些困难主要影响社交情境中的表达性语言,但接受性语言(尤其是非字面或语境依赖意义的理解)也常受影响。语言是自闭症研究的核心领域。从DSM-IV到DSM-5的转变后,早期语言能力、非言语智力功能、运动技能和适应性行为(LIMA)被强调为在临床意义和神经生物学上对自闭症进行分层的关键维度。本工作主要关注II型剖面,该亚型通常具有更完整或损伤较轻的早期LIMA特征。对自闭症语言的研究经历了从单一“自闭症语言”概念向识别多种语言轮廓和异质性沟通策略的转变。Schaeffer等人(2023)将语言概念化为一个多层系统(包括音系学、形态学、句法、语义学和语用学),其组成部分在自闭症个体中组合不同。他们识别出三种主要轮廓:结构语言完整但存在语用困难的个体;语言障碍类似发育性语言障碍(DLD)的个体;以及最低语言能力的个体,其接受能力常被低估。Eigsti等人(2011)采用发展视角,将自闭症视为理解语言习得的“自然实验室”,强调自闭症语言发展的异质性、非线性轨迹,伴有中断和退行,与典型发展的统一里程碑形成对比。Gernsbacher等人(2016)重新审视了代词反转和回声言语等特征,认为它们并非自闭症特有,而是典型发展中的短暂阶段或功能性沟通策略。早期沟通困难可能源于受损的听觉和视听整合。Wang等人(2025)使用高密度EEG和眼动追踪,发现自闭症幼儿中听觉言语编码减少和视听时间对齐中断,尤其在视觉言语线索存在时。**MRI-based findings**:Larson等人(2025)系统回顾了fMRI研究,发现核心语言区域间的局部超连接(如额下回与颞上回之间)与关联和社会网络(如脑岛和体感区域)的全局低连接并存,这可能解释结构语言技能保留与持续性语用困难并存的现象。Groen等人(2008)整合了语言、神经生理和遗传证据,报告语义和语用受影响最大,音系学保持完整;结构上,自闭症大脑存在早期过度生长和左半球偏侧化减少,伴额颞同步化减弱。**Neurophysiological findings**:Haesen等人(2011)聚焦于听觉处理和言语感知,发现行为学和神经生理数据显示增强的低水平声学敏感性但难以整合时间和语义线索,影响接受性语言。N400成分研究显示衰减或非典型反应,表明语义整合更费力且更分析性。在自闭症儿童和青少年中,N400效应常减弱并延迟,表明语义网络成熟较慢。静息态EEG研究显示,非周期性和周期性EEG特征与学前自闭症儿童的表达性和接受性语言技能相关,较低的周期性偏移和较高的alpha峰值幅度与更好的语言结局相关。纵向发现进一步表明,静息态EEG轨迹在自闭症语言轮廓(语言未受损、语言受损和最低语言能力)间存在差异。
**Language in Schizophrenia**
精神分裂症以妄想、幻觉、思维紊乱、异常运动行为和阴性症状为特征。思维紊乱常通过言语推断,表现为频繁脱轨、离题或不连贯。语言和沟通障碍是疾病的核心特征。Covington等人(2005)系统描述了语言紊乱:语音学和音系学通常完整,但韵律常扁平化;形态和句法通常语法正确但可能简化;最深刻的异常发生在语义和语用层面,影响接受性和表达性语言。语义上,言语可能逻辑不连贯,由声音联系而非意义驱动。语用上,违反会话原则导致离题、不连贯的话语,主要反映表达性语用缺陷。**MRI-based findings**:Rapp和Steinh?user(2013)回顾13项fMRI研究,报告左额颞区域激活不足,伴代偿性双侧或右半球过度激活,这些模式分别与形式思维障碍(FTD)和言语听觉幻觉(AVH)相关。Spironelli等人(2023)使用静息态fMRI,发现AVH患者表现出右半球同源区(右额下回和前岛叶皮层)的非典型募集,提示右半球过度活跃伴左半球低活跃。Li等人(2009)记录了左半球语言区域灰质和白质体积减少,以及联合纤维束(如弓状束、钩束、胼胝体)的微结构异常。**Neurophysiological findings**:Hirano等人(2020)总结EEG/MEG标记,显示早期成分(P50、N100)缺陷提示听觉和传出放电受损;失匹配负波(MMN)对音位刺激减弱;N400振幅减小、潜伏期延长,与FTD症状相关;θ和γ频带振荡异常表明语言任务中皮层同步化受损。静息态EEG研究显示慢波活动增加,尤其左额叶δ波活动,与语言偏侧化减少和阳性症状相关。**新方向:计算语言学和数字生物标志物**:Teixeira等人(2023)回顾了自动语言和EEG分析进展,患者显示韵律变异性降低、语速减慢、停顿增加、语义连贯性降低。EEG特征如非线性复杂度指标和振荡模式在机器学习模型中具有强区分能力。
**Findings during speech or language tasks in ADHD**
ADHD常伴随言语和语言处理缺陷,包括表达性困难如交谈过多、频繁打断、难以轮流对话和离题言语;接受性困难如听力技能差、难以遵循指令和听觉处理问题;语用语言缺陷如不当话题转换和叙事连贯性困难。**MRI-based findings**:Salmi等人(2020)使用fMRI交叉被试相关分析,发现ADHD儿童在多说话者听力任务中,注意网络和感觉皮层出现去同步化,尤其在存在有意义背景干扰(如言语或音乐)时,后顶叶皮层去同步化选择性发生。Ko等人(2013)研究音位工作记忆,发现ADHD成人在低负荷下显示前扣带回、左额下回等区域过度激活,但在高负荷下显示左前楔叶、脑岛和辅助运动区激活反常减少。Kibby等人(2009)发现,接受性语言能力差的儿童全脑体积较典型语言理解者更小,但体积与语言能力的关系是非线性的。**fNIRS findings**:Schecklmann等人(2008)发现ADHD成人在言语流畅性任务(VFT)中前额叶氧合作用减弱,且脑活动与表现呈负相关。Bian等人(2025)发现ADHD儿童背外侧前额叶皮层(DLPFC)血流动力学活动显著降低,且平均激活幅度与临床注意缺陷评分呈负相关。Hong等人(2025)利用fNIRS训练机器学习分类器,达到89.74%准确率,识别出血红蛋白浓度(HbO)特征为最区分性生物标志物。Zhang等人(2024)发现GAD和共病GAD/ADHD患者在VFT中内侧PFC和左腹外侧PFC的HbO激活均减少,但两组间无显著差异。Husain等人(2023)发现ADHD成人在VFT中前额叶激活显著减少,正确分类超过75%的参与者。**Neurophysiological findings**:Luo等人(2023)使用EEG研究音节和单词水平的神经言语追踪,发现6-8岁儿童对音节和单词的低频段追踪可靠,高伽马频段(70–160 Hz)追踪强度与ADHD症状严重程度呈负相关,提示较弱的语言信息神经编码。
**Depression**
重度抑郁症(MDD)表现为持续低情绪、快感缺乏及食欲、睡眠和能量变化。沟通困难体现在表达性语言(言语输出减少、言语潜伏期延长、韵律扁平化、语速减慢、第一人称单数代词和负面情绪词使用增加)和接受性语言(情绪韵律感知受损、情感言语线索理解减少、对语言干扰易感性增加)。**MRI-based findings**:Kramer-Ginsberg等人(1999)发现老年抑郁症患者白质高信号与表达性语言任务(词汇检索、言语流畅性、记忆回忆)表现较差相关。Sexton等人(2012)报告晚期抑郁症(LLD)患者在执行功能、处理速度、情景记忆和语言技能方面表现较差,与额叶白质束(特别是额-纹状体-边缘连接和胼胝体膝部)的各向异性分数(FA)降低相关。Lv等人(2016)使用静息态fMRI,发现双相抑郁患者左半球语言区域(额下回、颞中回、角回)间功能连接显著降低,且与抑郁症状严重程度相关。Koch等人(2018)发现MDD患者对情绪韵律处理时,双侧杏仁核激活增强,且与快乐韵律的负面归因偏差减少相关。**Neurophysiological findings**:Spironelli等人(2020)发现MDD患者在静息态下未显示左额叶不对称性,但在任务中表现出双侧激活模式,左额叶β波振幅降低,伴音位处理表现较差。Fuseda等人(2022)发现抑郁症状个体对积极刺激表现出延迟的早期成分(N1、P2),对负面内容表现出增强的N400振幅,且N400振幅可作为分类特征。**行为学方法**:Xie等人(2019)发现MDD患者在有意义竞争言语掩蔽下的关键词识别准确率降低,显示对语言干扰的易感性增加。**新方向:多模态和计算方法**:Patil等人(2023, 2024)开发了结合MRI和言语特征的多模态深度学习模型及联邦学习框架,用于青少年抑郁检测。Lee等人(2024)结合结构MRI和自然语言处理(NLP)分类自杀念头。McNeilly等人(2024)通过智能手机键盘数据与静息态fMRI连接,发现抑郁症状与第一人称代词和负面情绪词使用增加、未来导向语言减少及默认模式网络(DMN)连接改变相关。K?nig等人(2023)发现与虚拟化身互动中的自发言语可预测抑郁严重程度,言语数量和句法结构复杂性是关键标记。
**Discussion**
本综述表明,所有研究的诊断和年龄组(ASD、精神分裂症、ADHD、抑郁症)中,接受性和表达性言语及语言功能均发生改变,但缺乏全面数据。不同疾病间受影响的具体领域和接受性/表达性过程的参与程度差异显著,且在儿科人群中尚未完全表征。现有证据的异质性方法限制直接比较。需要理解精神疾病如何影响发育中的言语和沟通,因为这些改变可能作为诊断标记,并应纳入行为治疗。在ASD中,听觉和语言系统可能独立功能过度同步化,但彼此及与其他神经系统的整合较弱,导致语用变化。精神分裂症中,语言研究集中于成人的思维障碍,提示额颞网络整合中断。ADHD中,语用语言特征如频繁打断的神经基础尚不明确,现有证据提示高阶整合过程受损。抑郁症成人中,言语声学和语言能力改变,但神经生物学机制在发育人群仍未知。研究语言改变的神经生物学机制有助于指导干预,如针对ASD的接受性语义整合缺陷或精神分裂症的表达性话语连贯性。
**Limitations**
本综述存在局限性:第一,各疾病文献不均衡,自闭症谱系研究远多于其他疾病,尤其在儿科人群。第二,研究方法学异质性大,包括参与者特征、语言范式、任务要求和结果测量。第三,所综述疾病本身高度异质,症状表现、认知能力、语言技能和发展轮廓差异大。第四,多模态和纵向研究有限,限制理解语言相关神经改变的发展轨迹。
**Conclusion**
新方法快速发展,允许结合行为数据、言语分析和神经科学方法,为更好理解精神疾病诊断儿童和青少年语言与神经发育改变之间的关联提供独特机会。鉴于精神病学向症状导向的范式转变,将语言视为情感、心理社会行为和心理健康的主要载体至关重要。因此,在精神病学的研究、诊断和行为干预中考虑语言功能极为重要,亟需对儿童和青少年精神疾病患者语言改变的神经生物学机制进行更系统的研究。