馮祥，鮑海華，王芳芳，何盈，秦粽園

青海省少數(shù)民族人數(shù)所占比重僅次于西藏、新疆，居全國第3位，而青海少數(shù)民族中藏族人數(shù)所占比重僅次于漢族，居全省第2位。因此，青海省是少數(shù)民族尤其是藏族人民聚居的地方，許多藏民從小開始就學(xué)習(xí)藏語和漢語兩種語言。漢語和藏語雖同屬漢藏語系，但屬不同語族。因此，漢語和藏語相比有著許多不同之處：(1)文字結(jié)構(gòu)不同，漢字是方塊文字，屬象形文字，而藏文是拼音文字，屬于線性文字；(2)意思表達(dá)方式不同，漢字主要通過字形表達(dá)字意，而藏文則主要是通過讀音直接表達(dá)字意。人類有學(xué)習(xí)兩種或多種語言的能力，通常將那些可以正式使用兩種或多種語言的人稱為雙語者或多語者。目前國內(nèi)外很多學(xué)者主要致力于對雙語或多語者腦功能的研究，關(guān)于雙語或多語的習(xí)得對大腦結(jié)構(gòu)影響的研究則相對較少，而目前關(guān)于藏族藏-漢雙語的習(xí)得對腦結(jié)構(gòu)影響的研究則更為少見。本試驗(yàn)通過對藏族雙語者與漢族非雙語者全腦灰質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究，初步探討少數(shù)民族第二語言習(xí)得對大腦結(jié)構(gòu)的影響。

基于體素形態(tài)學(xué)測量(voxel-based morphometry，VBM)技術(shù)是一種能夠?qū)δX結(jié)構(gòu)形態(tài)進(jìn)行自動分析的技術(shù)，可定量檢測腦組織各組分的密度和體積，從而可以全面評估腦結(jié)構(gòu)的形態(tài)學(xué)改變。相比感興趣區(qū)(region of interest，ROI)分析方法，此技術(shù)可以消除人為主觀因素的影響，具有客觀性好、操作簡便、可重復(fù)操作等優(yōu)點(diǎn)，因而在臨床得到廣泛應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 一般資料

招募70名青海本地健康志愿者參與此次研究，分為兩組。雙語組：35名掌握藏-漢雙語的藏族健康志愿者，男20例，女15例，年齡在18～25歲，平均年齡為(21.09±1.26)歲，受教育年限時(shí)間平均(15.26±1.42)年，所有藏族志愿者世代出生并長期居住于青海地區(qū)。對照組：35名漢族非雙語健康志愿者，男18例，女17例，平均年齡為(21.23±1.61)歲，受教育年限時(shí)間平均(15.71±1.76)年，所有漢族志愿者來自兩代以上出生并長期居住于青海地區(qū)。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)無MRI檢查禁忌證；(2)常規(guī)頭顱MRI掃描腦實(shí)質(zhì)無異常；(3)無神經(jīng)病和精神病癥狀及體征；(4)右利手。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)有慢性高原??；(2)有腦部外傷史；(3)被確診的腦神經(jīng)失調(diào)。所有受檢者在檢查前均知道此次檢查的內(nèi)容及意義，并簽署了知情同意書，本研究經(jīng)我院倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2 MRI掃描方法

應(yīng)用Philips Achieva 3.0 T TX多源發(fā)射MR成像系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)頭顱8通道相控陣線圈，向所有受檢者詳細(xì)說明檢查的全部過程以取得其更好的配合，囑受檢者平臥于檢床上，保持靜息狀態(tài)。先行T1WI和T2WI序列掃描，確定腦實(shí)質(zhì)無異常者再行VBM掃描。應(yīng)用超快速場回波序列獲得3D-T1結(jié)構(gòu)像，掃描參數(shù)：TR=7.5 ms，TE=3.7 ms，矩陣256×256，層厚2 mm，激發(fā)角度7°，全腦掃描共獲取176幅圖像。所有志愿者由同一名的優(yōu)秀影像科技師完成掃描。

1.3 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析

首先應(yīng)用Dcm2AsiszImg軟件對原始的DICOM數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理，然后采用統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖(statistical parametric mapping，SPM8)的嵌套軟件VBM8 toolbox進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后在MATLAB平臺上進(jìn)行計(jì)算和圖像處理。數(shù)據(jù)處理的具體步驟包括：(1)原始數(shù)據(jù)分類整理；(2)頭動較正；(3)分割3D-T1結(jié)構(gòu)像，獲得灰質(zhì)、白質(zhì)及腦脊液圖像，在圖像模板上進(jìn)行圖像配準(zhǔn)，然后空間標(biāo)準(zhǔn)化；(4)采用半高全寬為8 mm的三維高斯核進(jìn)行圖像空間平滑。最后采用兩樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行比較(P＜0.05；Alphasim校正)，選取相鄰體素大于389的組塊視為有差異的腦區(qū)，將有差異的腦區(qū)疊加到T1結(jié)構(gòu)像的模板上，分析研究對象腦灰質(zhì)體積的變化。

2 結(jié)果

本次研究中藏族雙語者較漢族非雙語者腦灰質(zhì)體積增加的腦區(qū)包括：左側(cè)中央后回、緣上回、顳上回和右側(cè)顳上回、豆?fàn)詈?、頂下小葉以及左側(cè)小腦8區(qū)(見表1，圖1)。另外，左側(cè)豆?fàn)詈恕⒂覀?cè)三角部額下回、雙側(cè)前扣帶回和扣帶旁回、右側(cè)小腦4、5、6區(qū)及左側(cè)小腦9區(qū)等因體素增加較小，未列入表內(nèi)。

3 討論

近年來國內(nèi)外學(xué)者從不同層面、不同水平對語言腦功能區(qū)進(jìn)行了深入研究，但主要集中在對不同語言腦激活區(qū)方面的研究，而關(guān)于雙語或多語的習(xí)得導(dǎo)致腦微觀結(jié)構(gòu)改變的研究報(bào)道則較少，關(guān)于藏族雙語習(xí)得導(dǎo)致腦微觀結(jié)構(gòu)改變的研究則更少。

表1 藏族雙語組與漢族非雙語組相比腦灰質(zhì)體積增加的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果Tab.1 The statistical analysis results of increased brain gery matter volume in Tibetain Bilingual group compared with Chinese monoligual group

圖1 藏族雙語組與漢族非雙語組相比灰質(zhì)體積有差異的腦區(qū)統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖。紅色代表藏族雙語組較漢族非雙語組灰質(zhì)體積增加的腦區(qū)，包括左側(cè)中央后回、左側(cè)緣上回、左側(cè)顳上回、右側(cè)顳上回、右側(cè)豆?fàn)詈?、右?cè)頂下小葉、左側(cè)小腦8區(qū)(統(tǒng)計(jì)閾值設(shè)為P＜0.05，cluster size＞389，Alphasim校正)Fig.1 The statistical parametric map of the brain areas with different grey matter volumes compared Tibetan-Chinese bilingual group with Chinese monoligual group. Red represents the Tibetan-Chinese bilingual group than Chinese monoligual group increased gray matter volume of the brain,including: left postcentral gyrus, left supramarginal gyrus, left superior temporal gyrus, right superior temporal gyrus, right putamen, right inferior parietal lobule, left cerebellum area 8. The statistical threshold is set to P＜0.05，cluster size＞389, Alphasim correction.

3.1 結(jié)構(gòu)差異區(qū)的討論

大腦皮層為大腦的表層部分，是生物進(jìn)化的最高成果和人類思維的神經(jīng)基石，也是我們意識活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。大量研究表明，人腦解剖結(jié)構(gòu)具有可塑性[1]，可以隨著特殊生活經(jīng)歷而發(fā)生改變[2]，以適應(yīng)周圍客觀事實(shí)的改變。國外學(xué)者M(jìn)echelli[3]、Christian[4]、Eleanor[5]等分別通過對意-英雙語者和英語非雙語者、專業(yè)和業(yè)余音樂家、出租車和非出租車司機(jī)的研究，發(fā)現(xiàn)后天的鍛煉和學(xué)習(xí)可以導(dǎo)致大腦微觀結(jié)構(gòu)的改變，神經(jīng)元的可塑性是導(dǎo)致人類發(fā)展過程中大腦灰質(zhì)隨著環(huán)境發(fā)生灰質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的重要原因[6]。

顳上回為聽覺性語言中樞。Siok等[7]研究發(fā)現(xiàn)，使用拼音文字的人，常運(yùn)用的腦語言功能區(qū)為威爾尼克區(qū)(wernick-area)。Wernick區(qū)包括左側(cè)顳上回、顳中回后部及左側(cè)頂下小葉的角回和緣上回。楊振燕等[8]對中英文語言活動區(qū)的研究中發(fā)現(xiàn)完成中文任務(wù)時(shí)激活左右側(cè)顳上回，而完成英文任務(wù)時(shí)只激活左側(cè)顳上回。王云玲等[9]研究多語者語言功能區(qū)時(shí)發(fā)現(xiàn)，在完成漢語任務(wù)時(shí)明顯激活右側(cè)顳上回，而右側(cè)顳上回在完成英語任務(wù)時(shí)未見激活。Tan等[10]利用功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)研究發(fā)現(xiàn)在完成漢字閱讀任務(wù)時(shí)能激活右顳上回前部等腦區(qū)，這些腦區(qū)以往在拼音文字的語言活動中很少激活。Pierce等[11]研究發(fā)現(xiàn)漢-法雙語者在完成聽到漢語辨別詞匯聲調(diào)任務(wù)時(shí)，雙側(cè)顳上回激活。本研究結(jié)果雙側(cè)顳上回灰質(zhì)體積均增加與上述研究相符，藏文屬于拼音文字，長期的文字學(xué)習(xí)和語言交流導(dǎo)致左側(cè)顳上回腦結(jié)構(gòu)的改變；漢語是一種象形表意文字，具有復(fù)雜的空間二維結(jié)構(gòu)，通過字形提取字義是需要更多右側(cè)大腦半球的支持，而右側(cè)顳上回僅在完成漢語任務(wù)時(shí)明顯激活，筆者推測右側(cè)顳上回與第二語言漢語的習(xí)得有關(guān)，并可能為處理漢語的特異性腦區(qū)。

頂下小葉被稱為“Geschwind區(qū)”[12]，Geschwind提出頂下小葉可能與語言的表征有關(guān)。頂下小葉可分為角回和緣上回兩個(gè)亞區(qū)。目前很多相關(guān)研究認(rèn)為涉及雙語轉(zhuǎn)換腦區(qū)包括額下回、前扣帶回、頂下小葉(尤其是角回)和左側(cè)文狀體等腦區(qū)[13-16]。Elise等[17]研究用第二語言法語進(jìn)行閱讀任務(wù)時(shí)發(fā)現(xiàn)左側(cè)頂下小葉激活，而第一語言英語進(jìn)行閱讀任務(wù)時(shí)左側(cè)頂下小葉未見激活。Jasińska等[18]研究發(fā)現(xiàn)在完成任務(wù)時(shí)雙語者較單語者雙側(cè)頂下小葉明顯激活。本研究中右側(cè)頂下小葉、左側(cè)緣上回體積明顯增加與上述研究基本相符，藏-漢雙語者漢語的熟練程度低于藏語，因此在漢語的使用過程中常涉及漢語與藏語的轉(zhuǎn)換以便語義的理解，長期第二語言與母語的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致腦語言轉(zhuǎn)換區(qū)頂下小葉腦結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。

豆?fàn)詈擞珊藲ず蜕n白球組成，是構(gòu)成基底神經(jīng)節(jié)核團(tuán)必不可少的組分。近年來我國學(xué)者通過正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(positron emission computed tomography，PET)發(fā)現(xiàn)雙側(cè)豆?fàn)詈藚⑴c了漢字的書寫。朱麗娜等[19]通過fMRI對維吾爾族漢語功能區(qū)的研究發(fā)現(xiàn)雙側(cè)豆?fàn)詈思せ?。刑一蘭等[20]通過PET-CT研究發(fā)現(xiàn)右側(cè)核殼參與了中文的書寫。目前通過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，基底節(jié)可能參與了對語音和語義的處理、詞法和語法的記憶，對語言進(jìn)行加工、整理和協(xié)調(diào)，具有皮層下整合中樞的作用[19]。本研究中右側(cè)豆?fàn)詈梭w積增加與上述研究基本相符，藏-漢雙語者在學(xué)習(xí)漢語的同時(shí)，不僅要學(xué)習(xí)漢族的語言，還要學(xué)習(xí)漢族的文字，后天的語言說話和文字書寫共同作用使豆?fàn)詈说奈⒂^結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。通過此研究，也進(jìn)一步證明皮層下神經(jīng)核團(tuán)參與了對語言的加工、處理。

小腦是運(yùn)動的重要調(diào)節(jié)中樞，主要參與對運(yùn)動的控制。近幾年來許多學(xué)者對小腦在語言加工中的作用進(jìn)行了深入的探討[21]，發(fā)現(xiàn)小腦在語言功能方面對其他腦功能區(qū)主要起支持協(xié)助作用。Pillai等[22]通過fMRI對西班牙語-英語雙語者的研究發(fā)現(xiàn)，無論給予何種語言任務(wù)，左側(cè)小腦半球都被激活。揭冰等[23]研究發(fā)現(xiàn)在完成對語義的辨別任務(wù)中右側(cè)小腦半球明顯被激活，并認(rèn)為小腦對其他腦語言功能區(qū)起支持作用。王云玲等[9]通過fMRI研究維吾爾族多語者發(fā)現(xiàn)無論給予英語、漢語還是維語語言刺激時(shí)，都會有小腦的不同腦區(qū)被激活。本研究中雙側(cè)小腦半球多個(gè)腦區(qū)體積增加與上述研究基本相符，語言的各腦功能區(qū)并不是單獨(dú)存在的，而是相互聯(lián)系共同構(gòu)成一條語言加工的神經(jīng)通路，小腦對藏語、漢語的加工可能起著支持輔助的作用。

中央后回為軀體深感覺和淺感覺的皮質(zhì)中樞。本研究中藏族雙語者左側(cè)中央后回灰質(zhì)體積較漢族非雙語者增加，這與晁芳等[6]的研究結(jié)果白-漢雙語者較漢族非雙語者左側(cè)中央后回密度增高一致。盡管目前國內(nèi)外關(guān)于中央后回與語言有關(guān)的相關(guān)文獻(xiàn)及報(bào)道并不多，但筆者認(rèn)為左側(cè)中央后回可能與雙語者第二語言的習(xí)得相關(guān)，其可能是第二語言神經(jīng)通路的一部分，筆者會在今后的研究中進(jìn)一步加以證實(shí)。

本研究所得的結(jié)果與國內(nèi)外研究的結(jié)果并不完全一致，考慮原因可能由以下兩方面所致：(1)語系不同。漢語和藏語雖屬漢藏語系，但維吾爾語屬于阿爾泰語系，英語屬于印歐語系，不同語系在學(xué)習(xí)過程中可能激活的神經(jīng)元不同。(2)受試者個(gè)體差異。受試者第二語言的熟練程度、學(xué)習(xí)年齡等也與腦語言區(qū)結(jié)構(gòu)的改變相關(guān)。

3.2 結(jié)論

本研究應(yīng)用VBM技術(shù)對藏族雙語者與漢族非雙語者腦灰質(zhì)進(jìn)行了初步的研究，證明第二語言的習(xí)得可以導(dǎo)致部分腦語言區(qū)體積的增加，雙語學(xué)習(xí)可以促進(jìn)腦語言區(qū)皮質(zhì)的發(fā)育。右側(cè)顳上回可能為處理漢語的特異性腦區(qū)，左側(cè)中央后回可能是第二語言神經(jīng)通路的一部分，筆者會在今后的研究中進(jìn)一步加以證實(shí)。

3.3 不足之處

通常把可以使用兩種正式語言的人稱為雙語者，并且兩種語言都要達(dá)到同等熟練的程度，如果按照這樣的標(biāo)準(zhǔn)，本研究中的藏族雙語志愿者并不是最完美的雙語志愿者。此外，目前VBM技術(shù)雖然已經(jīng)比較成熟，但仍存在一些局限性，例如組織分割、空間標(biāo)準(zhǔn)化及平滑處理存在一定的缺陷，但相信隨著后處理技術(shù)的不斷改進(jìn)，研究結(jié)果的準(zhǔn)確性也將不斷提高。

3.4 臨床意義

今后，筆者也會逐步完善對雙語者或多語者的選擇條件，包括語言的學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)習(xí)方式、各種語言的熟練程度等，以更加準(zhǔn)確地探討雙語或多語的習(xí)得對腦語言區(qū)結(jié)構(gòu)的影響，進(jìn)一步增加對腦語言結(jié)構(gòu)區(qū)的認(rèn)識，為臨床手術(shù)過程中減少或避免對腦語言區(qū)的損害以及術(shù)后腦語言功能區(qū)的恢復(fù)評估提供更多的影像學(xué)依據(jù)。

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