科研进展
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  • 丁国盛教授课题组在《NeuroImage》发表新成果
     
    2018年6月17号,《神经影像》(NeuroImage)在线发表了北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室丁国盛教授课题组文章——“Structural correlates of literacy difficulties in the second language: evidence from Mandarin-speaking children learning English”。

    随着社会的发展,掌握一门外语变得越加重要。部分个体在学习外语的过程中会遇到困难,尤其是读写(阅读和拼写)困难,尽管他们拥有正常的智力和受教育程度。近些年,丁国盛老师课题组与北京大学心理学系的孟祥芝老师课题组紧密合作,开展一系列研究以探讨二语读写困难的认知神经机制。研究发现,相比于正常读者,二语阅读困难者激活减弱(You et al., 2011)且在颞顶与枕颞区域的功能连接减弱(Liu et al., 2016; Meng et al., 2016)。但目前并不清楚这种神经异常是否会受到母语读写能力的调节。

    为了探讨此问题,本研究开展了两个实验,分别考察了汉语儿童英语读写困难的神经基础及其与一语和二语读写能力的关系。在实验一中,两类二语阅读困难组——一语和二语均有读写困难组(PB), 只有二语有读写困难组(PE)——与读写能力正常的控制组(CL)进行了对比。基于体素的一元方差分析显示,三组被试在左侧的缘上回及梭状回的灰质体积有显著的组间差异。事后分析发现,两个英语读写困难组(PB & PE)在缘上回的灰质体积大于控制组; 而两个汉语阅读能力正常组 (PE & CL) 在梭状回的灰质体积小于一语和二语均有读写困难组(PB; 图1A & 1B)。这一结果表明,缘上回的异常可能与英语读写困难有关,而梭状回的异常可能与汉语读写困难有关。

    图1:实验一中一元方差分析的结果。PB指一语和二语均存在读写困难; PE指二语存在读写困难; CL指读写能力正常的控制组。L.SMG指左侧的缘上回; L.FG指左侧的梭状回。A,一元方差分析及事后检验的结果。B,三组被试的两个脑区平均灰质体积的相对大小。 GMV指灰质体积。 C, 三组被试在汉语拼写测验和英语拼写测验上的行为成绩的比较。CCRT指汉语词汇识别测验(拼写测验),ES指英语拼写测验。
     
    为了进一步确认实验一中发现的神经异常与两种语言读写能力的关系,实验二招募了一组独立于实验一且读写能力发展正常的儿童。研究者首先进行了基于体素的脑与行为的相关分析以构建一语及二语特异的读写网络; 随后以实验一中发现的异常脑区为感兴趣区进行脑与行为的相关分析。研究结果显示,两种语言特异的读写网络只在缘上回处有较小的重叠,在梭状回处无重叠(图2)。但此重叠区域与实验一中发现的缘上回不重叠。感兴趣区分析的结果进一步显示,梭状回与两种语言读写能力的相关均不显著;而缘上回与英语读写能力显著相关,且控制汉语读写能力时,此相关依然显著(图3)。
    上述研究结果说明,缘上回与二语(英语)读写能力相关,且这种关系并不受到汉语读写能力的调节。

    图2: 一语和二语特异的读写网络。A,基于脑与行为正相关的结果构建的读写网络;B,基于脑与行为负相关的结果构建的读写网络。蓝色表示一语(汉语)特异的读写网络;橙色表示二语(英语)特异的读写网络;黄色表示一语和二语重叠的读写网络(只在图A缘上回有较小的重叠)。黑点和绿点分别表示实验一中发现的缘上回和梭状回。L.SMG指左侧的缘上回; L.FG指左侧的梭状回。

    图3 缘上回的灰质体积与英语及汉语读写能力的相关。L.SMG指左侧的缘上回。横坐标指英语及汉语读写成绩的综合分,纵坐标指左侧缘上回灰质体积的残差值。
     
    该项研究主要由丁国盛教授课题组的博士生李何慧完成,由范德堡大学的James R. Booth教授, 圣地亚哥州立大学的Nathalie N. Béanger 研究员, 认知神经科学与学习国家重点实验室的刘丽教授课题组,丁国盛教授课题组的其他成员及北京大学心理学系孟祥芝副教授课题组合作完成。此研究得到国家自然科学基金(31571158, 81371206, 81171016)及国家重点基础研究项目(2014CB846102)的资助。
     
    文章链接:https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2018.06.037
    丁国盛教授课题组网站:http://brain.bnu.edu.cn/home/dingguosheng/homepage.htm
    联系方式:dinggsh@bnu.edu.cn; mengxzh@pku.edu.cn.
     
    参考文献 (*通讯作者)
     
    Li, H., Booth, J. R., Bélanger, N. N., Feng, X., Tian, M., Xie, W., Zhang, M., Gao, Y., Ang, C., Yang, X., Liu, L., Meng, X. *, & Ding, G. * (2018). Structural correlates of literacy difficulties in the second language: Evidence from Mandarin-speaking children learning English. Neuroimage.
    Liu, L., Li, H., Zhang, M., Wang, Z., Wei, N., Liu, L., Meng, X. *, & Ding, G. * (2016). Aberrant topologies and reconfiguration pattern of functional brain network in children with second language reading impairment. Developmental science, 19(4), 657-672. doi: org/10.1111/desc.12440
    Meng, X. Z., You, H. L., Song, M. X., Desroches, A. S., Wang, Z. K., Wei, N., Tian, M. Y., Gaab, N., & Ding, G. S. * (2016). Neural deficits in auditory phonological processing in Chinese children with English reading impairment. Bilingualism-Language and Cognition, 19(2), 331-346. doi: org/10.1017/S1366728915000073
    You, H., Gaab, N., Wei, N., Cheng-Lai, A., Wang, Z., Jian, J., Song, M., Meng, X. *, & Ding, G. * (2011). Neural deficits in second language reading: fMRI evidence from Chinese children with English reading impairment. Neuroimage, 57(3), 760-770. doi: org/10.1016/j.neuroimage.2010.12.003