本期為大家?guī)淼氖怯嘘P語言學習方面的研究進展，希望讀者朋友們能夠喜歡。

1.Current Biology：參與語言學習的大腦機制

DOI: 10.1016/j.cub.2018.02.042

學習一門新的語言與其說是一種藝術，不如說是一種科學。來自Sussex大學的研究者們發(fā)現(xiàn)當我們學習陌生事物的名字時，大腦參與學習的區(qū)域會主動的預測這些名字對應的事物的形態(tài)。而大腦對這些預測進行檢驗的方式就像科學家們檢驗其科學理論一樣。

科學家們發(fā)現(xiàn)海馬區(qū)，即阿茲海默癥患者大腦受到影響的區(qū)域，對于學習新事物的名字有重要的作用。利用這一方式，人們能夠在他們第一次聽到名字后主動地預測對應的事物的樣貌。

在這項研究中，研究者們招募了23名志愿者，并且對他們進行了相關檢測。首先志愿者被要求聆聽多個陌生的事物的名字，同時進行MRI大腦掃描。掃描結(jié)果能夠幫助心理學家們找到大腦激活的區(qū)域。由于這些文字與事物都是創(chuàng)造的，因此參與者們事先均不了解具體的內(nèi)容。當同時將陌生的詞匯以及陌生的事物擺放在志愿者面前時，他們并不清楚之間的對應關系。之后在經(jīng)過幾分鐘的學習之后才能夠掌握。然而，在改變學習方式后(即讓志愿者們通過名稱的字面意思去理解事物的樣貌)，他們均能夠?qū)?8個陌生的事物的名字準確掌握。而這一效應的實現(xiàn)離不開海馬區(qū)的作用。

相關結(jié)果發(fā)表在最近一期的《Current Biology》雜志上。這項研究揭示了大腦學習語言的機制。相關結(jié)果對于語言教育以及我們對語言紊亂疾病的理解與治療都提供了有效的線索。

"下一步，我們應當應用這一技術治療語言學習障礙的人群。孩子們能夠有效地學習心得語言，但目前我們并不清楚他們學習語言的方式是否與成年人一致。這項研究技術能夠幫助我們更多地理解學習語言的過程以及能夠幫助我們解決語言學習障礙的問題"。作者們說道。

2.PNAS：大腦成像技術預測失聰兒童的語言學習能力

doi/10.1073/pnas.1717603115

根據(jù)最近一項由香港中文大學與芝加哥Ann & Robert H. Lurie兒童醫(yī)院的研究者們共同完成的研究，他們創(chuàng)造出了一種機器學習算法，能夠通過大腦掃描的方式預測失聰兒童的語言能力。這項研究首次利用人工智能的手段了解控制語言能力的大腦結(jié)構，革命性地加深了對兒童發(fā)育的理解。相關結(jié)果發(fā)表在最近一期的《Proceedings of the National Academy of Sciences》雜志上。

“預測語言發(fā)育的能力對于醫(yī)生們以及老師們來說都是十分重要的，它可以幫助我們進行及早的干預與治療，從而使兒童的學習能力得到最大限度的提升”，該文章的共同高級作者，來自香港中文大學大腦研究所主任與認知神經(jīng)生物學家Patrick C. M. Wong說道：“由于大腦是控制人類所有行為的關鍵，因此我們對失聰兒童使用的方法能夠更加廣泛地用于提升兒童的生活水平以及應對一系列障礙的解決方法”。

人工耳蝸是目前治療先天性聽力障礙的最有效的方法。數(shù)十年來，研究結(jié)果表明早期的人工耳蝸移植對于兒童的聽力發(fā)育十分關鍵。而早期的準確診斷對于耳蝸移植來說又是必要的先決條件。

“到目前為止，我們?nèi)詻]有有效的預測兒童語言發(fā)育障礙的方法，而我們的這項研究則首次為看護者提供了兒童大腦發(fā)育與語言能力發(fā)展之間的關系，從而能夠給出更加準確的診斷與治療”。

來自佛羅里達州立大學的助理教授Erin Ingvalson還在西北大學做博士后工作的時候已經(jīng)開始了這方面的研究。“為每一名孩子提供個性化的治療費方案能夠改變許多人的生活”，Ingvalson說道。

3.Psycho Sci：為什么我們能夠發(fā)現(xiàn)不同語言的相似性?大腦結(jié)構或許是內(nèi)在原因

DOI: 10.1177/0956797617728726

目前世界上大約有7099種語言，其中三分之一瀕臨滅絕，而有23種語言覆蓋了全球一半以上的人口。

若干年來，研究者們對于人類語言之間的相似性十分感興趣。根據(jù)最近來自亞利桑那大學研究者Masha Fedzechkina等人的最新成果，不同語言之間的相似性或許一部分是由于我們大腦有效處理信息的偏好性決定的。

“如果我們對世界上的所有語言進行比較，我們會發(fā)現(xiàn)它們雖然表面上看起來有很大差異，但實際上還是存在很多相似之處的”，該文章的作者，來自亞利桑那大學的助理教授Fedzechkina說道，相關結(jié)果發(fā)表在最近一期的《 Psychological Science》雜志上。

“大部分理論都認為，不同語言之間的相似性是由于大腦的限制決定的。如果這些相似性是真實存在的，而且我們能夠理解其中的分子機制的話，那么將會最終幫助我們了解大腦是如何獲取以及加工語言信息的，這也是語言學領域長久以來的問題之一”。

Fedzechkina等人招募了兩組英語為母語的志愿者，然后花三天的時間讓他們分別學習兩種人造語言。這兩種語言結(jié)構存在明顯差異，而且均與英語有明顯差別。

之后，作者讓這兩組志愿者分別用各自的語言表述同樣一則信息，通過比較，作者發(fā)現(xiàn)他們均偏好于使用較短的詞語間距離組合，從而便于對方的理解。

這一發(fā)現(xiàn)表明不同語言之間的相似性或許部分受到大腦對“較短詞語間距離”的偏好性影響，從而便于大腦的理解與加工。

4.Science：重磅!抑制大腦中的腺苷有望提高你的語言和音樂學習能力

doi:10.1126/science.aaf4612

學習語言或音樂對兒童而言通常比較容易，但是連年輕人都知道，這種能力隨著年齡的增加顯著下降。作為一種神經(jīng)調(diào)節(jié)物，腺苷是大腦中的一種關鍵性的化學信使。在一項新的研究中，來自美國圣猶大兒童研究醫(yī)院等研究機構的研究人員證實限制一種被稱作聽覺丘腦(auditory thalamus)的大腦結(jié)構中的腺苷的供應或功能會讓成年小鼠像嬰幼兒從接觸的聲音中進行學習那樣，保持從它們被動接觸的聲音中進行學習的能力。相關研究結(jié)果發(fā)表在2017年6月30日的Science期刊上，論文標題為“Restoring auditory cortex plasticity in adult mice by restricting thalamic adenosine signaling”。

論文通信作者、圣猶大兒童研究醫(yī)院發(fā)育神經(jīng)生物學系研究員StanislavZakharenko博士說，“通過破壞聽覺丘腦中的腺苷信號，我們將聽覺學習的時間窗口延長到迄今為止報道的最長時間：成年期，這遠遠超出了小鼠中通常的關鍵期。這些結(jié)果為通過恢復大腦關鍵區(qū)域中的可塑性延長人類學習語言或音樂能力的時間窗口提供一種有前景的策略。這種可塑性恢復可能是通過開發(fā)選擇性阻斷腺苷活性的藥物實現(xiàn)的。”

聽覺丘腦是大腦中的中繼站，收集聲音并將它們發(fā)送到聽覺皮層進行加工。聽覺丘腦和聽覺皮層依賴神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸進行通信。已知腺苷通過抑制這種神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，降低谷氨酸水平。這項研究也將腺苷抑制與下降的大腦可塑性和高效的聽覺學習能力終結(jié)關聯(lián)在一起。

這些研究人員利用多種方法證實降低腺苷或阻斷A1腺苷受體會改變成年小鼠對聲音作出反應的方式。A1受體對腺苷這種化學信使的功能是至關重要的。

這些研究人員證實當聽覺丘腦中的腺苷下降或A1受體受到阻斷時，被動地接觸一種音調(diào)的成年小鼠非常像嬰幼兒僅是通過聽到的東西來學習語言那樣，當這種音調(diào)在幾周或幾個月后播放時會對它作出更強的反應。這些成年小鼠也獲得區(qū)分非常接近的音調(diào)(或者說具有類似頻率的音調(diào))的能力。在正常情形下，小鼠通常缺乏這種音調(diào)識別力。

Zakharenko說，“總而言之，這些結(jié)果表明高效的聽覺學習的時間窗口在這些小鼠體內(nèi)重新打開了，它們保持了這種學習能力。”

在這些研究人員用來抑制腺苷活性的策略當中，實驗性化合物FR194921選擇性地阻斷A1受體。通過在聲音接觸時使用這種化合物，它恢復了成年小鼠的聽覺學習能力。Zakharenko說，“這提示著開發(fā)靶向A1受體的藥物延長人體中的這種時間窗口可能是可行的。”

Zakharenko和他的同事們也將聽覺學習能力的年齡相關下降與參與聽覺丘腦中的腺苷產(chǎn)生的胞外-5’-核苷酸酶(ecto-5'-nucleotidase)的年齡相關上升關聯(lián)在一起。他們報道成年小鼠在聽覺丘腦中具有比新生小鼠更高水平的胞外-5’-核苷酸酶和腺苷。剔除這種酶會將成年小鼠中的腺苷水平恢復到新生小鼠中的水平。因此，他們當前正在尋找靶向胞外-5’-核苷酸酶的化合物作為一種延長聽覺學習時間窗口的替代性方法。

5.PNAS:大腦中數(shù)學運算和語言的神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)不同

doi:10.1073/pnas.1603205113

巴黎第十一大學和巴黎薩克來大學研究人員通過人類大腦功能磁共振成像(fMRI)研究發(fā)現(xiàn)用于處理數(shù)學運算和處理語言的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)不同。相關論文發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上。

長期以來各領域的科學家對有關大腦處理數(shù)學問題與尋找單詞是否使用相同的機制而爭論不休，尤其是當兩個相互交叉時爭論更激烈，如代數(shù)的問題。重點問題是許多數(shù)學家的感覺是他們使用大腦的不同部分對數(shù)學問題進行解答，而處理語言學習問題時卻不需要。在這個新的研究中，研究人員為了解決爭論觀察了大腦在處理兩種類型問題時的工作方式。

實驗調(diào)查了30名志愿者(15名數(shù)學家和15名閱讀能力較好的非數(shù)學家們)，他們在接受fMRI掃描時被要求回答是“真”或是“假”來應對各種問題，其中一些問題需要用數(shù)學方法思考。

研究人員報告說，當這兩種類型的人被問到非數(shù)學相關的問題時，他們大腦反應的方式已預先被語言處理過。但當問題需要更高水平的數(shù)學方式處理時，數(shù)學家大腦的頂葉、額葉和顳下葉區(qū)域都亮了起來。相反的，因為非數(shù)學家們沒有受過更高水平的數(shù)學訓練，只有當問一般的關于數(shù)字和數(shù)學公式的問題時他們大腦的同一區(qū)域才發(fā)亮。在兩組人群中，當他們在思考數(shù)學問題時與語言處理相關的大腦區(qū)域沒有發(fā)亮。

研究人員聲稱通過大腦掃描顯示，相比語言處理方面人類的大腦處理數(shù)學運算時不同的神經(jīng)網(wǎng)絡都在工作。此外，大腦使用相同的神經(jīng)網(wǎng)絡以一個基本的方式來理解數(shù)字或空間。

6.Dev Sci：學習兩種語言的好處在嬰兒階段便能夠體現(xiàn)

許多研究都指出學習多種語言具有很多好處。也有證據(jù)表明會兩種語言的成年人大腦中灰質(zhì)區(qū)域的體積要明顯高于平均值，而且在腦部受損之后恢復的速度也相對較快。同時，科學家們也發(fā)現(xiàn)學習兩種類型語言的好處在兒童階段就能夠看到，甚至最新的一項研究指出，這種雙語學習的經(jīng)歷帶來的好處能夠在幾個月大的嬰兒身上體現(xiàn)出來。

"我們的結(jié)果表明，在學會說話以前，寶寶們?nèi)绻邮芰穗p語情景的熏陶，則能夠培養(yǎng)出更為熟練的解決問題的能力"，來自華盛頓大學的神經(jīng)生物學家Naja Ferjan Ramírez說道。"這意味著學習兩種于洋不僅有助于培養(yǎng)語言能力，還能夠提高認知水平"。

根據(jù)研究者們的說法，接受雙語環(huán)境熏陶后，寶寶一歲大、準備開始說話的階段，他們發(fā)聲的能力會有所提高。

"只會一種語言的寶寶在11個月大的時候?qū)β曇舻淖R別能力會降低，他們曾在6個月大時會對新聽到的聲音有一定的辨識能力，但這一能力隨著年齡的增長而快速地消失了。然而，接受兩種語言熏陶的寶寶們此時仍舊能夠?qū)π迈r的聲音與語言進行辨識，這對他們大腦的適應能力的培養(yǎng)具有積極的意義"。

相關結(jié)果發(fā)表在《Developmental Science》雜志上。在該研究中，科學家們觀察了16名11月大的嬰兒。其中8名嬰兒成長于英語環(huán)境的家庭，而另外8名來自于西班牙語-英語環(huán)境的家庭。

科學家們向嬰兒們播放英語、西班牙語或者兩者通用的語言，同時利用磁腦攝影術(magnetoencephalography：MEG)觀察了寶寶們大腦的活動狀態(tài)。

結(jié)果顯示，當聽到播放的聲音時，雙語家庭的嬰兒們大腦前額與眶額皮層活性會明顯增強，這些區(qū)域負責認知與做出決定相關的行為。

有意思的是，研究者們發(fā)現(xiàn)雙語家庭的寶寶們對英語或西班牙語表現(xiàn)出相當程度的敏感性，這表明他們確實在同時接受兩種語言。

另外，單語家庭的寶寶們對英語本身的敏感程度也低于雙語家庭的寶寶--盡管這是他們經(jīng)常接觸到的語言。這說明同時向?qū)殞氝M行兩種語言的教育并不會降低他們學習語言的速度。

當然，這一結(jié)果還需要在更大的樣本空間內(nèi)得到驗證。

"就11個月大的寶寶們來說，學習兩種語言并不會產(chǎn)生額外的負擔。我們的結(jié)果說明：小孩子不僅能夠?qū)W習兩種語言，而且幼兒階段確實是最佳的語言學習期"。

7.Nature Commu：幼年母語學習影響大腦對第二語言響應

doi:10.1038/ncomms10073

加拿大麥吉爾大學科學家最近在表在《Nature Communications》上發(fā)表論文稱，在嬰幼兒人生早期，簡單的接觸到的母語，會影響在接下來的人生中，大腦如何處理來自第二種語言的聲音。

在人生命的第一年，大腦十分適合通過感官收集和儲存關于世界的信息。在這段時間中，大腦會適應一種特定語言的聲音，并且建立起這些聲音相關的神經(jīng)元表征。不過，以前尚不清楚，這些早期經(jīng)歷是否會對神經(jīng)元處理第二語言產(chǎn)生影響，亦或者產(chǎn)生什么影響。

通過功能磁共振成像掃描，加拿大科學家Lara Pierce和她的同事們，記錄了43個10歲到17歲之間的未成年人，在聽到法語假詞(實際不存在的詞，但是發(fā)音規(guī)則符合法語，例如“vapagne”或者“chansette”)時，大腦的活動。他們還記錄這些未成年人在執(zhí)行工作記憶任務，即當聽到一個假詞被重復時，被試者需要做出反應時的大腦活動情況。他們測試了三組法語流利的兒童：第一組說法語的兒童，從來沒有接觸過漢語;第二組是華人兒童，會說流利的漢語和法語，而法語是第二語言;第三組是在嬰兒時期，被法裔的父母收養(yǎng)的中國兒童，只會說法語。

雖然這三組兒童執(zhí)行任務的能力同樣出色，大腦中被激活的部分在不同組之間卻存在差異。在只會說法語，從來沒有接觸過漢語的兒童中，所有被認為和處理語言相關聲音的大腦部位都被激活了。然而，除了在三組兒童中都激活的腦區(qū)以外，接觸過漢語的兒童的大腦中，和認知控制與注意力相關的部位也出現(xiàn)了激活的現(xiàn)象。這些結(jié)果表明，在嬰兒時期接觸過漢語的兒童，處理法語的方式和只說法語的兒童不同。