大脑语言处理网络比以往认知更广泛

数十年来，神经科学家一直认为，大脑左半球的特定区域负责处理语言。然而，麻省理工学院研究人员的一项新研究表明，大脑中许多其他部位同样参与语言处理。

研究人员利用超过700名受试者的功能性磁共振成像（fMRI）数据，新发现了17个似乎在语言处理中发挥作用的大脑区域。这些区域分布于大脑各处，包括小脑、海马体和大脑皮层的部分区域，约占成年人大脑总体积的5%——大小相当于一颗大草莓。

麻省理工学院脑与认知科学副教授、麦戈文脑研究所成员、该研究的通讯作者埃维琳娜·费多连科表示："尽管这些成分分布广泛，但从体积来看，范围相当有限。处理语言并不需要太多大脑区域参与。"

这些区域究竟如何参与语言处理，目前仍有待深入探索，但研究人员在确定已识别小脑区域的功能方面已取得一定进展。

麻省理工学院博士后阿加塔·沃尔纳是这篇发表于《神经科学杂志》论文的第一作者。其他作者包括麻省理工学院K. Lisa Yang本科后研究学者亚伦·赖特、哈佛大学研究生科尔顿·卡斯托、麻省理工学院研究生塞缪尔·哈钦森以及本杰明·利普金（2026届博士）。

语言追踪

大脑的语言处理中枢包括19世纪首次发现的布罗卡区，以及左额叶和左颞叶的其他区域。科学家还发现，右半球对应区域同样参与语言处理，尤其是语言的社交情感成分。

此前也有迹象表明，大脑其他部位可能参与语言处理。费多连科在职业生涯早期进行语言研究时，经常在标准语言中枢之外发现活跃的脑区，但她表示，当时在论文中纳入这些发现往往会遭到阻力。

"我们最初开始研究语言时，在最早几篇论文里，我尝试全面呈现所有在受试者间一致出现的脑区，但遭到了大量质疑，"她说，"人们会说，'这些区域不是语言区，请聚焦在语言区上。'"

在这项新研究中，她与沃尔纳希望重新审视那些脑部扫描数据，系统性地识别标准语言处理区域之外的语言相关脑区。

为此，他们分析了772名受试者自2013年以来在费多连科实验室接受扫描的数据。每位受试者都完成了一项称为"语言定位测试"的任务，用于确定每个人大脑中语言处理区域的具体位置。

测试过程中，受试者阅读或听取真实句子，以及由无意义词汇组成的序列。研究人员对每位受试者在处理真实句子与无意义序列时的反应强度差异进行测量。在句子条件下反应更强烈的脑区，尤其是在阅读和听取句子时均有反应的区域，被认为与语言处理相关。

"这是一种非常简单的实验范式，能够在个体大脑层面识别核心语言系统，"沃尔纳说。

在寻找语言区域时，研究人员通常采用较为严格的统计阈值。而在本研究中，他们放宽了阈值，并对皮层下区域进行了有针对性的搜索，希望找到所有可能参与语言处理的区域。"我们总能看到额颞网络，但有大量证据表明，还有其他区域对语言处理同样至关重要，"沃尔纳说，"通过使用更宽松的阈值，并聚焦于磁共振信号较弱的区域，我们尽可能提高了在左侧额颞系统之外发现细小、弱反应区域的概率。"

广泛分布的网络

研究人员还获取了约490名受试者在空间工作记忆任务中的脑部反应数据，该任务要求受试者记住网格上闪烁方块的位置。这一任务会激活一个称为"多重需求系统"的脑网络，该网络与核心语言区域不存在重叠。

该任务帮助研究人员判断，新发现的语言敏感区域是否对语言具有特异性反应，而非仅是对更广泛认知过程的反应。

在本研究发现的17个新语言区域中，有5个位于小脑，小脑主要负责协调身体运动。在今年早些时候发表的一项研究中，由卡斯托主导的团队发现，其中三个小脑区域在某些非语言认知任务中也会被激活，本研究也观察到了类似现象。

"那些同时响应语言和其他任务的区域非常值得关注，因为它们可能承担着整合不同皮层系统信息的功能，"费多连科说。

研究人员还在内侧额叶皮层、左颞叶底面、海马体和杏仁核中发现了语言选择性区域。研究团队计划进一步探究这些脑区在语言处理中的具体作用。

"我们现在可以验证过去研究中的一些想法，通过不同类型的语言操控任务和非语言任务，对这些区域进行更严格的功能表征，从而理解它们究竟在做什么，"费多连科说。

本研究由麻省理工学院西蒙斯社会脑中心、麦戈文研究所、麻省理工学院脑与认知科学系以及麻省理工学院西格尔家族智能探索计划资助。

Q&A

Q1：大脑除了布罗卡区，还有哪些区域参与语言处理？

A：麻省理工学院的研究新发现了17个参与语言处理的大脑区域，包括小脑（5个区域）、海马体、杏仁核、内侧额叶皮层以及左颞叶底面等。这些区域分散于大脑各处，约占成年人大脑总体积的5%，相当于一颗大草莓的体积。

Q2：研究人员是如何找到这些新语言区域的？

A：研究人员分析了772名受试者自2013年以来的功能性磁共振成像数据，采用一种叫"语言定位测试"的方法，让受试者阅读或听取真实句子和无意义词序列，对比两种条件下脑区反应的强度差异。同时，他们放宽了统计阈值，并重点扫描磁共振信号较弱的皮层下区域，从而发现了此前被忽略的语言相关脑区。

Q3：小脑在语言处理中扮演什么角色？

A：本研究在小脑中发现了5个与语言处理相关的区域。早前研究显示，其中3个区域在某些非语言认知任务中也会被激活。研究人员认为，这类同时响应语言和其他任务的区域，可能承担着整合不同皮层系统信息的功能。目前这些区域的具体作用仍在进一步研究中。