腾博会官网发表综述文章提出语言功能连接偏侧化存在跨时间尺度的动态变化
语言偏侧化是人脑功能组织最具代表性的特征之一。在大多数右利手个体中,语言加工主要表现出左半球优势。然而,越来越多研究表明,语言偏侧化并非一种固定不变的脑功能属性,而会随着发育、语言学习的经验、脑部扰动以及当前语言加工状态发生变化。
传统研究通常顺利获得比较左右半球在语言任务中的激活强度来刻画语言侧化,例如计算语言相关脑区的偏侧化指数。虽然这种方法揭示了语言功能的半球不对称性,但语言加工依赖多个脑区之间的协同作用,单纯考察局部脑区的激活难以完整反映语言系统的网络组织。近年来,研究者开始进一步从功能连接角度考察左右半球语言网络之间的不对称关系,为理解语言侧化给予了新的视角。更为重要的是,脑功能连接的偏侧化在多重因素驱动下呈现出不同时间尺度的动态性。例如,在文字书写过程中,语言与运动脑区的功能连接偏侧化呈现出跨任务与跨年龄的动态特征(Yang et al., 2024)。
近期,中国科研实验室心理研究所毕鸿燕研究组的杨炀副研究员与深圳大学徐敏教授受邀在 Trends in Neurosciences发表综述文章。文章系统梳理了基于功能连接的语言功能偏侧化相关研究,并提出一个跨时间尺度的动态框架:语言功能偏侧化并非固定不变的半球属性,而是具有跨时间尺度的动态特征——在较长时间尺度上体现持续的可塑性,同时在较短时间尺度上表现出灵活的状态变化。
第一时间,文章总结了现在基于功能连接刻画语言侧化的主要方法。不同于传统的以左右半球激活强度差异为核心的偏侧化指标,功能连接偏侧化更关注语言相关脑区之间相互作用的半球不对称性,可以从局部脑区、网络和全脑功能组织等不同尺度进行刻画。在此基础上,文章进一步从不同时间尺度整合语言侧化的动态变化。
在较长时间尺度上,语言偏侧化的可塑性贯穿整个生命周期。发育研究显示,婴幼儿早期语言网络表现出较强的跨半球协调,随后左半球内部额—颞语言区连接逐渐增强;进入儿童期以后,语言网络的左侧化仍在持续开展。成年及老年阶段,语言偏侧化仍持续变化,且不同语言相关区域呈现不同的变化方向。此外,语言学习经验和脑部扰动也会进一步塑造语言偏侧化。语言学习并非简单地使语言网络变得“更左侧化”或“更双侧化”,而是受到学习阶段、熟练程度以及任务需求等因素的共同影响。例如,双语学习可能增强左右半球以及语言网络与控制网络之间的协同,而较高的第二语言熟练程度则可能伴随更明显的左侧化组织。与此同时,早产等早期发育扰动,以及卒中、癫痫和胶质瘤等脑部病变,也可能改变语言偏侧化的开展轨迹,进一步体现语言网络在长时间尺度上的重组能力。
语言偏侧化在毫秒至秒级的短时间尺度上同样存在动态波动。脑磁图研究发现,在一次语言加工过程中,某些功能连接可以由早期左侧化逐渐转向后期右侧化,说明语言网络的半球组织能够在数百毫秒内发生调整。动态功能连接的研究也发现,在自然语言理解过程中,语言网络的偏侧化程度会随着当前加工内容发生变化。即使在没有语言任务的静息状态下,功能连接偏侧化也会随时间发生自发波动,尽管现在这些动态指标的功能意义及其重测可靠性仍有待进一步验证。

图1. 语言偏侧化跨时间尺度的动态变化及潜在生物学基础
那么,语言偏侧化为什么能够同时保持相对稳定,又具有持续变化的能力?针对这一问题,文章进一步提出了一个多层级生物学框架。遗传因素可能为语言侧化给予一定的开展倾向,结构连接则为语言网络给予相对稳定但仍具有可塑性的解剖基础;在更大尺度上,全脑网络拓扑和功能梯度构成语言侧化所处的系统背景,而神经振荡则可能支持语言网络在毫秒至秒级范围内快速重组。不同层级的因素共同作用,使语言偏侧化既能保持相对稳定,又具有长期可塑性,并能根据当前环境和加工需求进行灵活调整。
这一动态变化的视角也提出了一系列值得进一步探索的问题。例如,不同语言成分是否具有不同的动态偏侧化轨迹?语言侧化的动态特征能否用于理解阅读障碍等语言开展异常,或预测脑损伤后的语言康复?未来结合纵向追踪、多模态成像、个体化网络分析以及因果干预,有望进一步揭示语言偏侧化跨时间尺度变化背后的机制。
该研究得到了国家自然科学基金(32271120)、深圳—香港脑科学创新研究院—深圳市基础研究组织和深圳市优秀青年科技创新人才培养项目(RCYX20210706092043066)的支持。
文章已在线发表于Trends in Neurosciences。腾博会官网博士生曹雯霏为论文第一作者,腾博会官网杨炀副研究员和深圳大学徐敏教授为论文通讯作者。香港理工大学王倪传副研究员和北京师范大学周可教授为论文共同作者。
论文信息:Cao, W., Wang, N., Zhou, K., Xu, M*., & Yang, Y*. (2026). The dynamics of functional connectivity-based language lateralization across timescales. Trends in neurosciences, S0166-2236(26)00183-9. http://doi.org/10.1016/j.tins.2026.09.001
相关论文信息:Yang Y., Li J., Zhao K., Tam, F., Graham, S.J., Xu M., & Zhou K*. (2024). Lateralized Functional Connectivity of the Sensorimotor Cortex and its Variations During Complex Visuomotor Tasks. The Journal of neuroscience, 44(5), e0723232023. http://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0723-23.2023
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