《Biological Psychology》:Maturation of speech-elicited event-related potentials from birth to 28 months: typical development with minor effects of dyslexia risk
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為探究嬰兒及幼兒期聽覺事件相關電位(ERPs)成熟規律及家族性閱讀障礙風險、音樂干預的影響,研究人員對約 200 名兒童(多數具閱讀障礙風險)進行縱向研究。發現嬰兒 P1 和 N2 是早期主要 ERPs,閱讀障礙風險組 6 個月時 N2 振幅更大,音樂干預無影響。該研究為相關領域提供參考。
在生命早期,大腦如何處理語言聲音?這一問題不僅關乎嬰幼兒的語言習得,更與神經發育障礙的早期識別密切相關。聽覺事件相關電位(event-related potentials, ERPs)作為大腦對聲音刺激產生的電生理信號,是窺探嬰兒神經發育的重要窗口。然而,關于嬰幼兒期言語誘發 ERPs 的成熟軌跡,尤其是家族性閱讀障礙(developmental dyslexia)風險對其影響,以及早期音樂干預能否塑造神經反應的研究仍不充分。過往研究樣本量較小,且多聚焦于特定年齡段,缺乏從出生到幼兒期的縱向追蹤,難以全面揭示 ERPs 隨時間的動態變化規律。
為填補這一空白,來自芬蘭相關研究機構的研究人員開展了一項大規?v向研究,旨在描繪出生至 28 個月嬰幼兒言語誘發 ERPs 的典型成熟模式,比較有 / 無家族性閱讀障礙風險嬰兒的發育差異,并評估音樂聆聽干預對 ERPs 的影響。該研究成果發表在《Biological Psychology》,為理解早期神經發育及閱讀障礙的早期干預提供了關鍵證據。
研究人員招募了約 210 名嬰幼兒(其中約 3/4 具有家族性閱讀障礙風險),在其出生時、6 個月和 28 個月時,通過腦電圖(EEG)記錄對重復語音刺激的 ERPs 響應。同時,將有風險嬰兒隨機分為三組,分別接受人聲音樂干預(VOC)、樂器音樂干預(INS)或無干預(NO-INT),以分析干預效果。研究采用多特征刺激范式,包括標準語音刺激和變異刺激,重點分析 obligatory ERPs(即對標準刺激的響應)中的 P1 和 N2 成分,前者被認為與聲音檢測和表征形成相關,后者涉及神經表征構建和復雜聲學特征處理。
研究結果
3.1 整體樣本中 Obligatory ERPs 及其成熟
出生時,嬰兒已表現出明顯的 P1 響應(約 300ms 達到峰值),但未檢測到 N2。6 個月和 28 個月時,波形呈現清晰的 P1-N2 復合波。通過潛在生長曲線模型(LGCMs)分析發現,P1 振幅從出生到 6 個月顯著增加(β=6.16, p<.001),之后保持穩定;而潛伏期從出生到 28 個月持續縮短,其中 77% 的變化發生在出生至 6 個月期間。N2 潛伏期在 6 至 28 個月間延長(β=39.45, p=.002),但振幅無顯著變化。這表明 P1 的成熟主要集中在早期,反映了初級聽覺皮層的突觸組織和功能優化,而 N2 的成熟可能與更高階的聲學處理網絡發育相關。
3.2 閱讀障礙風險和音樂干預對 Obligatory ERPs 的影響
家族性閱讀障礙風險組在 6 個月時的 N2 振幅顯著大于對照組(β=-3.22, p=.004),但 P1 及 28 個月時的 N2 均無組間差異。這一結果提示,閱讀障礙風險可能與早期神經表征構建的異常有關,但該差異隨年齡減弱,暗示后期可能存在代償機制。此外,無論何種形式的音樂干預(VOC、INS),均未對 P1 或 N2 的振幅、潛伏期或成熟軌跡產生顯著影響,表明 obligatory ERPs 對音樂干預的敏感性較低,可能與干預時間窗或神經可塑性的階段特性有關。
結論與討論
本研究通過大樣本縱向設計,系統描繪了嬰幼兒期言語誘發 ERPs 的成熟模式:P1 作為出生后最穩健的 ERP 成分,其快速成熟與早期語言感知能力的建立密切相關;N2 的出現和潛伏期延長則反映了神經處理從簡單檢測到復雜編碼的過渡。閱讀障礙風險僅在 6 個月時表現為 N2 振幅增強,這可能與該階段聽覺皮層的可塑性敏感期有關,但具體機制仍需進一步驗證。音樂干預未能影響 obligatory ERPs,提示其對神經言語編碼的作用可能不如對聲音辨別能力(如 mismatch responses)顯著,這為優化早期干預策略提供了方向。
該研究的意義在于:① 建立了出生至 28 個月 ERPs 成熟的典型軌跡,為臨床評估嬰幼兒神經發育提供了參考標準;② 揭示了閱讀障礙風險對早期神經反應的細微影響,強調了 6 個月左右作為神經可塑性關鍵期的重要性;③ 證實了 obligatory ERPs 在評估早期干預效果中的局限性,需結合其他電生理指標(如 mismatch negativity)綜合分析。未來研究可進一步探索遺傳因素與環境干預的交互作用,以及 ERPs 成熟異常與后期語言障礙的因果關系,為閱讀障礙的早期預警和個性化干預奠定基礎。