《Developmental Cognitive Neuroscience》:Musical Training is Associated With Cognitive Outcomes and White Matter Microstructure in Middle Childhood
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音乐训练与整个发展过程中的认知和学业表现改善相关。尽管这些关联中已涉及特定的神经机制,但白质结构与音乐训练可能产生的认知效应之间的精确关系仍不清楚。本研究考察了儿童中期音乐训练、认知表现和白质结构之间的关系。研究结合行为评估与弥散张量成像(diffusion
音乐训练与整个发展过程中的认知和学业表现改善相关。尽管这些关联中已涉及特定的神经机制,但白质结构与音乐训练可能产生的认知效应之间的精确关系仍不清楚。本研究考察了儿童中期音乐训练、认知表现和白质结构之间的关系。研究结合行为评估与弥散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI),样本包括76名7-9岁前青少年(38名接受音乐训练,38名未接受音乐训练),认知能力采用伍德科克-约翰逊认知能力测试(Woodcock-Johnson Tests of Cognitive Abilities, WJ III)和操作广度任务(Operation Span Task, OSPAN)进行测试,学业成就采用考夫曼教育成就测试(Kaufman Test of Educational Achievement, KTEA II)进行评估。行为结果显示,与未接受音乐训练的参与者相比,接受音乐训练的参与者认知得分更高(F(5, 70) = 2.89, p = .02),学业成就更高(F(5, 70) = 4.09, p = .003)。DTI结果显示,音乐训练与右侧中央前回(precentral gyrus, PCG)至颞上回后部(posterior superior temporal gyrus, STGp)弓状束(arcuate fasciculus, AF)通路的更高模式(mode)相关(F(1, 48) = 5.82, p = 0.02),尽管该关系在Benjamini-Hochberg校正后仅具有边缘显著性。总之,这些结果为前青少年样本中音乐训练与认知之间的关系提供了行为和神经方面的证据。
**音乐训练与儿童中期认知及白质微结构的关联:一项基于行为与弥散张量成像的研究解读**
儿童期和青春期前是神经发育的关键阶段,环境输入对突触修剪、白质组织及灰质变化具有重要影响。儿童中期同时伴随认知、情感和社会性的显著发展。为促进发展,儿童常参与音乐类课外活动。已有研究表明,音乐训练可通过近迁移和远迁移效应改善多种认知领域,例如,36周音乐课后儿童在认知能力和学业成就测试中的分数高于接受戏剧课或未上课的儿童(Schellenberg, 2004);接受20天音乐训练的儿童在言语智力测验上的成绩优于视觉艺术训练对照组,且这些改善与执行功能任务中的功能性大脑可塑性变化相关(Moreno等,2011);一项2.5年纵向研究发现,仅乐器音乐训练组儿童的选择性执行加工和语言理解得到改善(Jaschke等,2018)。然而,白质结构与音乐训练认知效应之间的精确关系仍不清楚。弓状束(arcuate fasciculus, AF)作为连接前后语言皮质的白质通路,与语言和音乐相关功能密切相关。已有研究多关注上纵束(superior longitudinal fasciculus, SLF),而儿童期AF结构及其与音乐训练和认知的关系尚缺乏系统研究。因此,本研究利用FITKids2研究数据,通过行为评估和弥散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)探讨7-9岁儿童音乐训练与认知能力及AF白质微结构的关系。研究人员假设,接受音乐训练的儿童在认知得分和学业成就上更高,且AF白质完整性存在差异。研究发现,音乐训练组在多项认知和学业测试中表现更优,并在右侧AF的PCG-STGp通路中表现出更高的各向异性模式(mode)。该研究发表在《Developmental Cognitive Neuroscience》。
研究人员从FITKids2研究中选取了76名7-9岁前青少年(有音乐训练组38人,无音乐训练组38人),并基于年龄、性别和社会经济地位(socioeconomic status, SES)进行匹配,其中MRI分析采用各25人的匹配子样本。行为评估采用伍德科克-约翰逊认知能力测试第三版(WJ III)、操作广度任务(OSPAN)和考夫曼教育成就测试第二版(KTEA II)。神经成像采用弥散张量成像(DTI),使用概率纤维追踪(probtrackx2)重建双侧弓状束,并提取各向异性分数(fractional anisotropy, FA)、各向异性模式(mode of anisotropy, MO)、平均弥散率(mean diffusivity, MD)、径向弥散率(radial diffusivity, RD)和轴向弥散率(axial diffusivity, AD)等扩散指标。统计方法采用多元方差分析(multivariate analysis of variance, MANOVA)及Benjamini-Hochberg错误发现率校正。
**5.1 认知结果**:多元方差分析显示,音乐训练对WJ III复合分数有显著影响(F(5, 70) = 2.89, p = .02)。校正后,音乐训练组在简短智力能力、一般智力和思维能力复合分数上显著高于无训练组。在包含WJ III子测试和OSPAN的分析中,