崔 新 苏萌萌 舒 华

    (1北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室, 北京 100875)

    (2首都师范大学初等教育学院, 北京 100048)

    1 引言

    神经影像学技术的发展为研究者提供了丰富的大脑形态学测度。例如, 基于体素的形态分析法(Voxel-based morphometry, VBM)通过量化灰质和白质, 寻找有助于疾病早期诊断的生物标记(Ashburner & Friston, 2000)。随着技术的进一步发展, 研究者开始关注更加精细的大脑形态测度,越来越多的研究者将灰质体积细分为皮层厚度和皮层表面积, 进而探讨不同维度的脑结构指标与认知能力的相互关联(Panizzon et al., 2009)。

    近年来, 研究者开始关注皮层表面的形态特征, 脑沟是其中最具代表性的一种。已有的理论假设和研究结果认为脑沟形态并非任意分布, 而是底层生理组织建构以及发展的宏观表征(Mangin,Jouvent, & Cachia, 2010)。具体表现在, 首先, 脑沟形成与遗传因素联系紧密。脑沟和脑回在胎儿10至16孕周显现, 妊娠晚期已经出现与成人类似的皮层表面形态(Armstrong, Schleicher, Omran,Curtis, & Zilles, 1995), 而异常的遗传因素会导致脑沟形态的变化(Fahim et al., 2012)。其次, 脑沟形态可能反映了皮层下的纤维连接方式(van Essen,1997; Hilgetag & Barbas, 2005), 有研究报告了脑回指数(gyrification index)和皮层下白质纤维束的各向异性(fractional anisotropy, FA)存在相关(Melbourne et al., 2014)。此外, 脑沟形态并非完全由灰质等其他形态测度决定。Trefler等人(2016)发现, 一天的不同时间段(time-of-day, TOD), 个体的皮层表面积、皮层厚度和灰质密度等指标会发生改变, 而脑沟深度则不会受到TOD的影响, 并且脑沟空间分布在发展过程中也保持相对稳定(Cachia et al.,2016)。

    脑沟形态的特点契合了语言认知研究对神经生物表型的需要。一方面, 脑沟形态发生发展时间早, 为探究语言能力的产生及语言功能的偏侧化提供了显著的形态学标志(Habas et al., 2012;Kersbergen et al., 2016); 另一方面, 语言能力与遗传因素(Platt et al., 2013)、白质纤维(Dubois et al., 2016; Hagoort, 2014)存在密切关系, 脑沟形态同时受到遗传因素和白质纤维的影响, 从而为探究语言能力的底层神经机制提供了皮层水平的宏观特征 ......