研究人员说明了看护者的言语如何塑造婴儿的大脑

由德克萨斯大学达拉斯分校神经发育研究人员领导的一个团队发现了一些迄今为止最确凿的证据，表明与婴儿交谈更多的父母可以改善婴儿的大脑发育。

研究人员使用 MRI 和录音来证明看护者的言语与婴儿大脑发育相关，从而改善长期语言进步。 行为与脑科学学院 心理学 助理教授 Meghan Swanson 博士是该 研究的通讯作者，该研究于 4 月 11 日在线发表，并在 6 月的 发展认知神经科学印刷版中发表。

“这篇论文有助于理解为什么听到更多单词的孩子会继续拥有更好的语言技能，以及什么过程促进了这种机制，”斯旺森说。“我们的论文是两篇新论文中的一篇，它们首次显示了看护者的言语与大脑白质发育之间的联系。”

大脑中的白质促进各种灰质区域之间的交流，信息处理在大脑中进行。

该研究包括来自 婴儿脑成像研究 (IBIS) 的 52 名婴儿，该研究是国立卫生研究院资助的自闭症卓越中心项目，涉及和加拿大的八所大学以及西雅图、费城、圣路易斯、明尼阿波利斯和北卡罗来纳州教堂山。在儿童 9 个月大时和 6 个月后收集家庭语言录音，并在 3 个月大和 6 个月大以及 1 岁和 2 岁时进行 MRI 检查。

“选择这个家庭录音的时间是因为它跨越了单词的出现，”斯旺森说。“我们想要捕捉到这种前语言的、喋喋不休的时间框架，以及说话出现之后或接近出现的时间点。”

人们早就知道婴儿的家庭环境——尤其是看护者说话的质量——直接影响语言习得，但其背后的机制尚不清楚。斯旺森的团队对大脑白质的几个区域进行了成像，重点关注神经通路的发育。

“弓状束是神经生物学课程中每个人都学到的纤维束，它对产生和理解语言至关重要，但这一发现是基于成年人的大脑，”斯旺森说。“在这些孩子中，我们还研究了其他可能有意义的纤维束，包括与学习和记忆有关的钩状束。”

研究人员使用这些图像来测量分数各向异性 (FA)。这种衡量大脑中水运动自由或限制的指标被用作白质发育进展的代表。

“随着纤维轨道的成熟，水的运动变得更加受限，大脑的结构变得更加连贯，”斯旺森说。“由于婴儿并非天生具有高度专业化的大脑，因此人们可能会期望支持特定认知技能的网络开始时更加分散，然后变得更加专业化。”

Swanson 的团队发现，听到更多单词的婴儿的 FA 值较低，表明他们的白质结构发育较慢。当孩子们开始说话时，他们的语言表现会更好。

该研究的结果与其他最近的研究一致，表明白质成熟较慢会带来认知优势。

“随着大脑的成熟，它变得不那么可塑——网络就位。但从神经生物学的角度来看，婴儿期不同于任何其他时期。婴儿大脑似乎需要长时间的可塑性来学习某些技能，”斯旺森说。“结果表明 FA 和儿童发声之间存在明显的负相关关系。”

该论文的共同第一作者、 认知和神经科学 博士生以及斯旺森 婴儿大脑实验室的成员 Sharnya Govindaraj说，起初她对结果感到惊讶。

“我们最初不知道如何解释这些看起来非常违反直觉的负面联想。神经可塑性和吸收新知识的整个概念必须落实到位，”她说。“我们关注的是哪种能力也很重要，因为像视觉这样的东西比语言成熟得多。”

作为双语家庭中蹒跚学步的孩子的父母，斯旺森很好奇这种关系如何对接触多种语言的婴儿产生影响。

“抚养一个会说双语的孩子，她不会被语言搞糊涂，这很了不起，而且她知道她可以和谁一起使用哪种语言，”斯旺森说。

斯旺森说，作为一名研究人员，她要求父母在她的研究中做的事情也让她获得了更深层次的欣赏和感激。

“当参与者报名时，我要求他们承诺一年半，”她说。“由于所有家长对先前研究的承诺，我和其他人拥有的知识使我们能够以支持他们发展的方式与孩子交流。”

斯旺森说，带回家的信息是父母有能力帮助孩子成长。

“这项工作强调父母是孩子生活中的变革推动者，有可能产生巨大的保护作用，”斯旺森说。“我希望我们的工作能够让父母掌握知识和技能，尽其所能地支持他们的孩子。”

与 UT Dallas 相关的论文的其他作者是共同第一作者 Katiana Estrada MS'22，现在是普渡大学的博士生;心理学教授 Hervé Abdi 博士;和认知和神经科学博士生 Luke Moraglia。

其他作者来自北卡罗来纳大学教堂山分校、明尼苏达大学双城分校、西雅图华盛顿大学、圣路易斯华盛顿大学医学院、阿尔伯塔大学和国家心理健康研究所印度的神经科学。