麻省理工学院科学家发现,传统语言处理区域之外的大脑部分也会对语言作出选择性反应,包括内侧皮层部分(以红色显示)。图片来源:麻省理工学院研究人员
几十年来,神经科学家一直认为大脑左半球的特定区域负责处理语言。然而,麻省理工学院研究人员的一项新研究表明,语言处理也在大脑的许多其他部位发生。
研究人员利用700多人的功能性磁共振成像(fMRI)数据,确定了17个额外的大脑区域,这些区域似乎在语言处理中发挥作用。这些区域分布在大脑各处,包括小脑、海马体和大脑皮层的部分区域,它们约占成人脑总体积的5%——大约相当于一个大草莓的大小。
"尽管有这些分散的组成部分,但从体积来看,它们还是很有限的。处理语言并不需要那么大比例的大脑,"麻省理工学院脑与认知科学副教授、麦戈文脑研究所成员、该研究的资深作者埃维琳娜·费多连科说道。
麻省理工学院博士后阿加塔·沃尔纳是这篇发表在《神经科学杂志》上的论文的主要作者。其他作者包括麻省理工学院K.丽莎·杨后学士研究学者亚伦·赖特;哈佛大学研究生科尔顿·卡斯托;麻省理工学院研究生塞缪尔·哈钦森;以及本杰明·利普金博士。
这些区域如何具体贡献于语言处理仍有待发现,尽管研究人员在确定他们识别的小脑区域功能方面已取得一些进展。
追踪语言
大脑的语言处理中心包括19世纪首次发现的布罗卡区,以及大脑左额叶和颞叶的其他区域。科学家发现,右半球的一些对应区域也参与语言处理,特别是语言的社会情感成分。
也有迹象表明大脑的其他部分可能参与语言处理。费多连科职业生涯早期的语言研究经常显示传统语言中心之外的活跃脑区,但她表示,她曾被劝阻不要将这些区域包含在她的论文中。
"当我们最初开始研究语言时,在最初的几篇论文中,我试图全面地包含任何在参与者中表现一致的内容,但遭到了巨大的阻力,"她说。"人们会说,'嗯,我们知道这些不是语言区域,所以请专注于语言区域。'"
在这项新研究中,她和沃尔纳希望重新审视那些脑部扫描,看看是否能够系统地识别出标准语言处理区域之外的语言区域。
为此,他们分析了自2013年以来在费多连科实验室接受扫描的772人的数据。每位参与者都进行了一项称为"语言定位器"的任务,用于确定每位受试者的语言处理区域位置。
在测试过程中,参与者阅读或聆听句子以及非词序列。对于每个人,研究人员测量了阅读真实句子或无意义序列时反应强度的差异。
在句子条件下更活跃的脑区被认为在进行与语言相关的工作,特别是如果它们在阅读和聆听句子时都有反应。
"这是一个非常简单的范式,可以让你在个体大脑中识别这个核心语言系统,"沃尔纳说。
在搜索语言区域时,研究人员通常使用相对严格的统计阈值。在这项研究中,他们放松了阈值,并在皮下区域进行了一些有针对性的搜索,希望找到所有可能参与语言处理的区域。
"我们总是看到这个额颞网络,但有相当多的证据表明还有其他区域对语言处理也很关键,"沃尔纳说。"通过使用更宽松的阈值并聚焦于MRI信号较弱的区域,我们试图最大化发现这个左额颞系统之外的小型和弱反应区域的机会。"
广泛的网络
对于约490名参与者,研究人员还获得了他们在空间工作记忆任务中的脑部反应数据——记住网格上闪烁方块的位置。这项任务涉及一个称为"多需求系统"的大脑网络,该网络与核心语言区域不重叠。
这项任务使研究人员能够询问新识别的语言敏感区域是否专门对语言作出反应,而不是更普遍的认知过程。
这项研究揭示的17个新语言区域中,有5个位于小脑,小脑主要参与协调身体运动。在今年早些时候发表的一项研究中,卡斯托领导的研究人员发现,这些小脑区域中的三个在某些非语言认知任务中也变得活跃,新研究中也观察到了这一点。
"那些对语言和其他一些任务都有反应的区域可能非常有趣和重要,因为它们可能在做类似整合不同皮层系统信息的工作,"费多连科说。
他们还在内侧前额叶皮层、左颞叶底面、海马体和杏仁核中发现了语言选择性区域。研究人员现在计划进一步研究这些脑区如何可能贡献于语言处理。
"我们现在可以测试一些过去工作的想法,并在不同类型的语言操作和不同类型的非语言任务中更严格地描述这些区域,以尝试理解它们在做什么,"费多连科说。
出版详情:
阿加塔·沃尔纳等人,《扩展的语言网络:对语言有反应但其贡献尚待发现的大脑区域》,《神经科学杂志》(2026)。DOI: 10.1523/jneurosci.0638-25.2026
期刊信息:《神经科学杂志》
关键医学概念:功能性磁共振成像、杏仁核
临床类别:神经学
提供方:麻省理工学院
本故事转载自MIT News,这是一个报道MIT研究、创新和教学的热门网站。
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