发展与学习对发展性口吃者脑可塑性的影响研究

In the previous project, we specifically examined the brain plasticity inducted by speech motor learning in a short-term treatment. The present project will focus on the same key question as before, i.e., to examine brain plasticity in the speech motor system by using people who stutter. Specifically, (1) we will use a cross-sectional study to examine the potential of brain plasticity in different age and its association with speech production and perception ability. Three age range, i.e., 8-11, 14-18, and >18 will be selected based on previous evidence about both speech development and stuttering. (2) We will follow one of the group for two years so as to examine the long-term dynamic tract of brain plasticity. This project will be the first study that examines the brain plasticity of people who stutter, thus will provide important insight into both the neurophysiology of stuttering and the mechanism of brain plasticity in general.

在在研项目中，我们重点探讨了单一内容的矫治方案在短期内引起的口吃者脑可塑性变化。本项目的核心科学问题与在研青年科学基金项目保持一致，即以发展性口吃为研究对象，探讨人脑言语产生系统的可塑性规律。（1）横断研究：通过对比不同年龄的口吃者，揭示语言产生系统的脑可塑性潜力随年龄变化的规律。根据言语产生理论及相关口吃研究，我们提出了口吃者言语产生能力发展缺陷假设及其在不同年龄阶段对口吃者脑可塑性潜力的影响假设。根据假设，我们拟从8～11岁、14～18岁和18岁以上三个年龄阶段选择被试考察口吃者的言语产生和言语感知能力及其脑机制。（2）追踪研究：针对其中一个年龄组被试，通过2年追踪（三次测量），揭示口吃矫治引起的脑可塑性在长时段内的动态特征和规律，并通过两个控制组，分离学习（矫治）和发展在脑可塑性中的作用。本项目是国际上第一个口吃认知和神经机制发展研究，将对完善口吃相关理论、促进脑可塑性规律的认识。

本项目通过横断研究，探讨了口吃者的异常脑机制及其随年龄变化的一般规律；通过纵向追踪研究，考察了矫治引起的口吃者脑功能的可塑性变化规律。横断研究的结果发现，伴随言语产生出现的左侧额下回/前脑岛的功能异常可能是汉语口吃者的典型脑机制异常。特别是在声调产生过程中，口吃者左侧额下回/前脑岛与小脑的功能连接存在异常，并主要影响到汉语四个声调中去声的产生。而且，口吃者左侧额下回/前脑岛的功能异常，而不是听觉皮层本身的功能异常，可能是导致口吃者言语感知异常的关键原因。进一步的研究发现，在自然的人际交流过程中，人际间存在显著的脑功能同步增强。其中，左侧额下回的脑同步增强主要与交流过程中包括话轮转换在内的语言互动密切相关；左侧颞顶联合区的脑同步增强则主要与人际间共享的概念表征和社会认知密切相关。初步结果进一步表明，在真实的交流情境下口吃者与正常人左侧颞顶联合区出现脑同步的显著降低。因此，大脑前部的额下回/前脑岛主要负责语言的计划和执行控制，而后部颞顶联合区则负责更高级的社会交流与概念共享。在不同的交流情境下，口吃者的前后交流系统表现出不同的异常模式。最后，我们的研究进一步发现，口吃相关的前后交流系统受到年龄的显著影响，表现出“last in, first out”的可塑性变化规律。. 在追踪研究中，我们第一阶段的结果重点考察了长期口吃矫治带来的脑功能改变以及口吃康复后出现的脑功能改变是否在口吃矫治后的早期阶段就已经出现，从而希望探讨这些改变的动态变化规律及其与口吃康复的关系。结果发现，以往研究报道过的、在长期矫治后的部分口吃者、或者自发康复后的前口吃者中才会出现的左侧额下回周边脑区额下回腹侧的代偿，在行为矫治的早期阶段就已经出现了。这一发现表明，合理的行为干预能够迅速对脑功能进行重组，在矫治的早期阶段就诱发出最优化的修复方式。该发现对建立完整的言语障碍康复阶段理论有重要意义，对进一步发展口吃矫治方法有重要的临床启发意义。