
长期以来,神经科学界普遍认为,人类学习说话这一复杂运动技能主要依赖大脑的运动皮层——即控制面部、口唇及声道运动的区域。然而,一项由加拿大麦吉尔大学和美国耶鲁大学医学院联合完成的最新研究彻底颠覆了这一传统观点。研究显示,听觉皮层和体感皮层等感觉区域才是言语学习与记忆保留的关键枢纽,而运动皮层的作用远没有想象中重要。
“感觉运动神经科学传统上一直将额叶运动区视为运动的‘主控者’。但我们的研究表明,人类言语学习本质上是一个广泛依赖感觉处理的过程。”麦吉尔大学心理学教授、论文通讯作者David Ostry指出。
为了精确解析不同脑区在言语学习中的贡献,研究团队设计了一套精巧的实验方案。他们首先实时改变参与者的语音,并通过耳机将修改后的声音反馈给参与者本人。这种“听觉反馈扰动”迫使参与者无意识地调整自己的发音模式,从而形成一种言语运动学习。随后,研究人员利用经颅磁刺激(TMS)——一种无创的脑刺激技术——分别暂时抑制三个关键脑区的活动:听觉皮层、体感皮层和运动皮层。24小时后,团队评估了参与者对新学发音模式的记忆保留情况。
实验逻辑非常直接:如果某个脑区对学习和存储言语记忆至关重要,那么抑制该区域就应该显著削弱记忆保留;反之,如果该区域并非核心,则记忆保留应不受影响。结果清晰地指向了感觉系统。当听觉皮层或体感皮层的活动被抑制时,参与者对新学发音动作的保留能力显著下降;而抑制运动皮层却几乎没有影响。
“我们的研究挑战了‘新言语记忆完全依赖运动皮层变化’的假设。相反,它强调了听觉和体感脑区的变化在塑造我们如何学习说话中的核心作用。”耶鲁大学副研究员、论文共同第一作者Nishant Rao表示。
这项工作是理解大脑感觉系统可塑性如何驱动学习和长期记忆这一更大课题的一部分。研究团队此前针对手臂和手部运动的研究也得出了类似结论:干扰感觉区域会破坏新运动技能的学习与保留。未来,研究人员计划进一步锁定参与学习的具体皮层回路,并探索基于感觉刺激的运动障碍治疗方法,特别是针对中风后言语康复的应用。