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达特茅斯学院的研究人员利用近红外光谱成像技术（Near Infrared Spectroscopy，简称NIRS）发现了大脑中与双语能力相关的特定区域。这一发现为长期以来关于人类大脑语言中枢如何因应多语言环境而增强的争论提供了新的科学依据。该研究成果于2023年10月14日至18日在美国亚特兰大举行的神经科学学会年会上正式发布。

NIRS技术作为一种新兴的脑功能成像手段，能够实时监测大脑氧合血红蛋白的变化，反映神经活动状态。该技术体积小巧、无噪音且对受试者动作容忍度高，非常适合研究语言处理过程中因口语运动产生的干扰。此前，NIRS已广泛应用于乳腺肿瘤和心脏血流的检测，而此次研究团队创新性地将其用于探测语言认知功能。

研究团队由前达特茅斯博士后、现马萨诸塞州总医院研究员Mark Shalinsky，前达特茅斯研究生、现麻省理工学院博士后Ioulia Kovelman，达特茅斯博士后Melody Berens，以及该研究的资深科学主任、达特茅斯教育系教授Laura-Ann Petitto组成。

Shalinsky介绍，NIRS提供的信息与功能性磁共振成像（fMRI）相似，但具备便携、安静和对运动耐受性强的优势，尤其适合儿童及语言研究。

研究发现，单语者在使用单一语言时，大脑左半球的经典语言区域——左侧布罗卡区和左侧背外侧前额叶皮层（DLPFC）表现出显著活跃，这些区域分别负责语言产生和言语工作记忆。

而双语者在同时处理两种语言并快速切换时，不仅左侧布罗卡区活跃，右侧对应区域及右侧DLPFC的激活更为显著，形成了双语大脑的神经特征。这表明双语者的大脑在语言处理时调动了更广泛的神经网络，尤其是右半球的语言相关区域。

研究对象包括20名年龄在18至30岁之间的成年人，其中10人为只讲英语的单语者，10人为从出生起即使用英语和西班牙语的双语者。研究通过NIRS监测他们在执行语言处理任务时的脑部氧合变化，比较单语模式与双语模式下的脑活动差异。

Petitto教授指出，长期以来人们担忧双语儿童的大脑发展可能因早期双语环境而受损，但本研究显示，双语者与单语者在处理各自语言时大脑活动基本相似，唯一显著差异是双语者能够利用更多的神经资源进行语言处理，这对认知功能是一种积极促进。

研究团队认为，双语语言处理为揭示人类语言神经架构的潜能提供了新的视角，暗示单语者可能未充分利用大脑的语言处理能力。

此外，该研究推动了NIRS技术在语言神经基础研究中的应用，特别是在探索双语大脑机制方面具有重要意义。

本研究由美国国立卫生研究院（NIH）和达纳基金会资助。

联系方式：Sue Knapp
达特茅斯学院