《Developmental Science》：Distinct Neural Signatures of Novel Word–Referent Mapping in Monolingual and Bilingual Toddlers
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有证据表明，双语经历影响儿童的词汇发展和大脑发展。然而，幼儿期——一个以词汇快速增长为标志的阶段——大脑语言网络的发展仍知之甚少，尤其是在双语与单语儿童之间的差异方面。本研究利用眼动追踪和功能性近红外光谱（fNIRS）技术，检查了额叶和颞叶中词汇习得的皮层表征
有证据表明，双语经历影响儿童的词汇发展和大脑发展。然而，幼儿期——一个以词汇快速增长为标志的阶段——大脑语言网络的发展仍知之甚少，尤其是在双语与单语儿童之间的差异方面。本研究利用眼动追踪和功能性近红外光谱（fNIRS）技术，检查了额叶和颞叶中词汇习得的皮层表征。研究人员采用了一项快速映射任务，该任务包含三种试次类型：熟悉（熟悉标签-指代映射；例如，球）、消歧（新颖标签-指代映射；例如，dax）和保留（两个新颖指代物的长期保留）。来自一个以英语为主要语言的社会中的60名学习英语的单语和双语幼儿（27-32个月）参与了本研究。结果显示，单语幼儿在消歧试次中对新颖指代物的注视增加，且在保留试次中呈现类似趋势。相比之下，双语幼儿未表现出可靠的新颖标签-指代映射行为。语言组间的大脑活动差异在消歧试次中出现于右侧颞叶区域，双语幼儿在该区域的氧合血红蛋白（HbO）活性高于单语幼儿。双语幼儿右半球更高的活性可能反映了在消歧使用中自动性的降低。这些结果为了解支持词汇习得的神经标记提供了基础性见解，尤其针对那些可能在语言习得中遇到困难的群体，如说话晚的儿童。
**论文解读：单语与双语幼儿词汇-指代映射的神经特征差异**
**研究背景与问题**
语言处理依赖于主要位于额叶和颞叶的左侧偏侧化大脑网络。在早期发展阶段，婴儿在处理语言时通常表现出左侧偏侧化网络，而双侧反应通常被视为语言经验不足或神经专门化未成熟的表现。双语经历是常见的早期生活经验，引发了关于语言处理的经验依赖性大脑发展是否基于一种或两种语言经验的问题。双语儿童可能比单语同伴在每种语言中接收更少的输入，但综合两种语言，他们接触更广泛的语音、词汇和形态结构。此外，双语可能在大脑结构和功能上引起改变。然而，幼儿期（词汇快速增长期）大脑语言网络的发展仍知之甚少，特别是双语与单语儿童之间的差异。本研究旨在通过比较单语和双语幼儿在词汇习得过程中的行为表现和神经活动，揭示支持早期词汇习得的功能网络差异，并探索语言经验如何塑造大脑发展。
**研究内容与结论**
研究人员利用眼动追踪和功能性近红外光谱（fNIRS）技术，对60名27-32个月的学习英语的单语和双语幼儿进行了快速映射任务测试。任务包含三个试次类型：熟悉（熟悉标签-指代映射）、消歧（新颖标签-指代映射）和保留（学习后的新颖指代映射记忆）。行为结果表明，单语幼儿在消歧试次中表现出对新颖指代物的注视显著增加，而双语幼儿未表现出可靠的新颖标签-指代映射行为。在保留试次中，两组幼儿均未表现出可靠的记忆保留。神经影像结果发现，在消歧试次中，双语幼儿在右侧颞叶区域（覆盖中颞回和上颞回）的氧合血红蛋白（HbO）活性显著高于单语幼儿，而单语幼儿在该区域无显著变化。此外，在熟悉和消歧试次中，双语幼儿在左侧额下回和前上颞回区域的脱氧血红蛋白（HbR）活性下降幅度大于单语幼儿。这些发现表明，双语幼儿在词汇映射过程中表现出更广泛的双侧大脑招募，可能反映了更大的认知努力或更低的词汇处理自动化程度。该研究提供了早期词汇习得神经标记的基础性见解，对理解典型和非典型语言发展（如说话晚的儿童）具有重要意义。论文发表在《Developmental Science》。
**关键技术方法**
研究人员采用功能性近红外光谱（fNIRS）和眼动追踪技术同步采集数据。fNIRS系统使用NIRScout 16×16设备，波长为760和850 nm，采样率3.91 Hz，通过40个通道（每半球20个）测量额叶和颞叶皮层区域的氧合血红蛋白（HbO）和脱氧血红蛋白（HbR）变化。眼动追踪使用SMI Red250Mobile系统，采样率60 Hz。任务采用OptSeq2（Dale 1999）优化的事件相关设计，结合抖动间隔（ISI）以改善血流动力学响应估计。样本队列来自加拿大温哥华早期发展研究组（EDRG）数据库，包括60名27-32个月幼儿（单语32名，双语28名），均以英语为测试语言，双语幼儿从出生起每日接触英语和非英语语言。
**研究结果**
**3.1 注视行为表现**
在熟悉试次中，单语和双语幼儿在标记后对目标指代物的注视时间均显著增加（双语：t=5.00, p<0.001；单语：t=4.85, p<0.001）。在消歧试次中，仅单语幼儿在标记后对新颖指代物的注视时间增加（t=2.58, p=0.016），双语幼儿无显著变化（t=1.06, p=0.30）。在保留试次中，两组幼儿的注视行为均未表现出显著增加（单语：t=1.11, p=0.28；双语：t=-0.08, p=0.94）。相关分析显示，双语幼儿的消歧表现随年龄增长而改善（r=0.49, p=0.009），且英语词汇量随英语暴露比例增加而增加（r=0.46, p=0.013）。
**3.2 功能NIRS数据结果**
最佳线性混合效应模型（LMEM）包含组别×条件交互作用（平均AIC=66,929），不包括年龄。
**3.3 组别×条件交互作用**
**氧合血红蛋白（HbO）**：在消歧试次中，右侧颞叶通道（通道13，覆盖中颞回和上颞回）显示显著组间差异，双语幼儿的HbO活性增加（b=5.99, SE=1.36, t=4.40, p<0.001, FDR校正<0.001），而单语幼儿无显著变化（b=0.31, SE=1.16, t=0.27, p=0.79）。其他通道无显著交互作用。**脱氧血红蛋白（HbR）**：在左侧额下回和前上颞回区域（通道9），双语幼儿在熟悉和消歧试次中HbR活性下降幅度大于单语幼儿（熟悉：b=-2.52, SE=0.93, t=-2.70, p=0.007, FDR校正=0.04；消歧：b=-3.18, SE=0.93, t=-3.40, p<0.001, FDR校正=0.007），而单语幼儿无显著变化。
**3.4 组内比较**
**新颖指代映射（消歧>熟悉）**：单语幼儿无显著差异。双语幼儿在右侧颞叶两个通道（覆盖上、中颞回）显示消歧试次HbO活性高于熟悉试次（通道14-12：b=5.36, SE=1.53, t=3.51, p=0.001, FDR=0.005；通道15-12：b=7.14, SE=1.80, t=3.96, p<0.001, FDR=0.001）。**新颖指代保留（保留>熟悉，保留>消歧）**：单语幼儿在左侧额叶和颞叶四个通道及右侧额叶两个通道显示保留试次HbO活性高于熟悉试次；双语幼儿在双侧额叶和颞叶多个通道显示广泛活性。**已知指代映射（熟悉>保留，熟悉>消歧）**：两组均无显著差异。
**讨论与结论**
讨论部分指出，本研究的主要发现支持了以下观点：在词汇映射过程中，双语幼儿表现出更广泛、更双侧化的大脑招募，尤其是在右侧颞叶区域的HbO活性增加，这可能反映了更大的认知努力或更低的词汇处理自动化程度。这与成人第二语言学习研究中发现的不成功词汇学习伴随双侧或右半球激活模式一致。此外，两组幼儿在保留试次中均未表现出可靠的行为保留，但神经活动显示双侧广泛激活，进一步支持了右侧半球活动与努力处理相关的解释。研究结论如下：快速高效学习新词的能力是幼儿通常无缝完成的任务。本研究的结合行为和神经影像结果指出，27-32个月幼儿的消歧作为词汇学习策略仍在发展中。单语儿童表现出将新颖词汇映射到指代物的证据，并趋向于保留这些新标签-对象配对，而双语儿童未表现出可靠的消歧或保留。两个语言组之间大脑活动的差异为了解幼儿在学习新词时如何招募大脑语言网络提供了基础性见解，并突出了区分更高效和较低效词汇处理的神经标记。这些标记最终可能为发展性语言障碍、说话晚的儿童以及接受言语-语言干预的儿童的研究提供信息，为典型和非典型发展轨迹提供窗口。
