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循环大脑区域发育中的大脑如何为学习阅读做好准备

科学家们研究了学龄儿童在发育过程中的大脑活动,发现当孩子长大后,看到四肢(手、腿等)时激活的区域随后会在看到面孔或文字时激活。这项由斯坦福大学科学家发表在《自然人类行为》杂志上的研究揭示了关于大脑视觉发育的新见解,并有助于为学习障碍的预防和治疗策略提供信息。

“我们的研究解决了学习阅读等经历如何塑造发育中的大脑,”人文与科学学院心理学教授 Kalanit Grill-Spector 说。“此外,它揭示了大脑区域的初始功能作用,这些区域在后期发展过程中书写文字,然后才支持这种重要的阅读技能。”

Grill-Spector 的团队使用功能性 MRI 来研究腹侧颞叶皮层 (VTC) 中受图像识别刺激的区域。大约 30 名儿童参加了这项研究,他们的第一次 MRI 年龄在 5 到 12 岁之间。在 MRI 扫描仪中,孩子们查看了 10 个不同类别的图像,包括单词、身体部位、面部、物体和地点。研究人员绘制了表现出刺激的 VTC 区域,并在接下来的一到五年内测量了这些区域在儿童随后的 MRI 测试中强度和体积的变化。

结果表明,与人脸和单词识别相对应的 VTC 区域随着年龄的增长而增加。与 5 到 9 岁的孩子相比,青少年在 VTC 中单词选择区域的容量是其两倍。值得注意的是,随着单词选择性 VTC 音量增加一倍,同一区域的肢体选择性音量减半。根据研究人员的说法,肢体选择性的下降与文字和面部选择性的增加直接相关,这为儿童发育过程中的皮层循环提供了第一个证据。

“肢体选择性体积的减少让我们感到惊讶,”第一作者、Grill-Spector 实验室的博士后 Marisa Nordt 说。“这对皮层发育理论提出了挑战,该理论指出新的表征,如涉及单词识别的新兴区域,是在以前未提交的皮层上雕刻的。我们的研究表明,在童年时期,皮层选择性可以从一个类别转变为另一个类别。”

该研究的作者认为,VTC 中的皮质循环可能反映了对儿童时期不断变化的视觉需求的调整。例如,婴儿倾向于看脸。当他们成长为蹒跚学步的孩子并学习语言时,他们正在探索物体和解读手势。随着儿童学习阅读,单词识别变得越来越重要。

在未来的研究中,Grill-Spector 及其同事将探讨肢体选择性 VTC 体积的减少是否对行为有影响,并询问与观察到的趋势的偏差是否与发育障碍有关。

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