由澳門大學認知與腦科學研究中心張浩云教授團隊,在探究多語言使用經驗、老化、腦結構與語言表現之間的複雜關係方面取得了重要創新進展,為未來深入探索多語言能力與大腦之間的關聯機制奠定了基礎。該研究成果已發表於國際權威期刊《NeuroImage》(五年影響因子 = 6.1,JCR Q1)。

語言產出是一個高度複雜的過程,涉及多個腦區的協同運作。隨著年齡增長,大腦可能會出現結構性與功能性的變化,從而改變語言產出能力與神經基礎之間的關係。然而,這些關係隨年齡如何變化,以及受到哪些因素的調節,仍屬於較少研究的領域。除此之外,這些關係是否在母語與非母語之間展現出差異,也是本研究關注的核心問題之一。

爲了填補這一研究空白,張教授團隊招募了89位年輕及31位年長的粵語-普通話雙語者,並收集了他們的T1結構性腦影像及語言產出數據(具體流程見圖1)。通過探索性因子分析,研究團隊提取出一個能夠綜合反映語言產出能力的指標。回歸分析顯示,語言熵(反映語言使用經驗)與語言產出能力呈正相關,表明多語言使用經驗可能對語言產出具有促進作用。此外,年齡與語言種類的交互作用也顯著影響語言產出,相關結論亦透過表徵相似性分析(RSA,見圖2)得到驗證。

圖1,流程圖

圖2,行為結果和RSA分析結果

接著,研究團隊基於語言產出能力指標、語言熵與語言相關興趣腦區的灰質體積,進一步建立廣義加性混合模型(GAMM),以探討三者之間的交互關係。結果顯示,右側顳中回(MTG)、右側額中回(MFG)、左側殼核(putamen)及左側緣上回(SMG)在長者母語產出中有顯著貢獻(圖3)。其中,語言熵被發現可動態調節殼核灰質體積與語言產出的關係:左側殼核與粵語表現相關,而右側殼核則與普通話表現相關。

圖3,興趣區灰質體積和語言熵對長者語言表現的影響

本研究凸顯了年齡、多語言經驗與腦結構之間的動態交互關係,為理解多語言的語言產出的神經機制提供了寶貴見解。

原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2025.121149

本文的通訊作者為澳門大學認知與腦科學研究中心張浩云教授,第一作者為該中心博士研究生于瀚翔。其他參與研究人員包括博士生康可意、本科生周雨燊,以及來自英國雷丁大學的Pliatsikas Christos 教授。本研究獲得澳門特別行政區科學技術發展基金(FDCT,0153/2022/A)、國家自然科學基金(32200845)、以及澳門大學提供的SRG2022-00003-ICI與MYRG2022-00148-ICI的支持。