综述:8-24个月婴儿联合注意的神经关联:系统性综述

《Developmental Cognitive Neuroscience》:Neural correlates of joint attention in infants aged 8-24 months: A systematic review

【字体: 时间:2026年01月21日 来源:Developmental Cognitive Neuroscience 4.9

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  本综述系统梳理了8-24月龄婴儿联合注意(JA)神经机制的研究进展。通过分析16项采用脑电图(EEG)、功能性近红外光谱(fNIRS)和功能性磁共振成像(fMRI)的研究,揭示了JA涉及前额叶皮层(PFC)、颞上沟-颞顶联合区(STS-TPJ)等多个脑区及默认模式网络(DMN)等功能网络。研究发现,响应性联合注意(RJA)和发起性联合注意(IJA)既有重叠又存在差异的神经基础,且alpha频段去同步化和Nc成分振幅增大是重要的神经活动特征。这些早期神经标记物为理解典型发育和自闭症等神经发育障碍的早期社会认知提供了重要线索。

  
1. 方法
本系统性综述遵循PRISMA指南,检索了PubMed、Web of Science、PsycINFO和Scopus数据库中截至2025年5月发表的研究。文献筛选、数据提取和偏倚风险评估由两名研究人员独立完成,最终纳入16项研究。这些研究采用了EEG(n=11)、fNIRS(n=3)和fMRI(n=2)等技术,主要评估了典型发育婴儿在联合注意任务中的大脑激活或功能连接。
2. 结果
2.1. 脑电图(EEG)研究
EEG研究揭示了联合注意过程中广泛的大脑皮层活动。研究发现,在联合注意情境下,婴儿大脑的额叶、中央区、顶叶和颞叶区域均表现出活动增强,特别是4-6 Hz(theta频段)和6-9 Hz(alpha频段)的脑电活动发生变化。例如,在实验者通过眼神接触和指向引导婴儿注意时,观察到额叶、中央区和顶叶的4-6 Hz EEG功率降低,表明神经激活增强。alpha频段的去同步化(功率降低)是另一个一致发现,尤其在中央区和顶叶区域,当婴儿跟随他人视线或观察到他人视线与目标一致时更为明显,这反映了注意力集中和社交线索处理过程中的皮层激活。事件相关电位研究还发现,在联合注意条件下,中央区电极记录的负性成分(Nc)振幅更大,表明对社交刺激的注意力分配增强。此外,一些研究提示,响应性联合注意(RJA)和发起性联合注意(IJA)可能涉及部分不同的神经活动模式,例如theta功率在顶叶区域的偏侧化与RJA相关,而额叶活动与IJA关系更密切。
2.2. 功能性近红外光谱(fNIRS)研究
fNIRS研究能够更精确地定位大脑皮层的激活区域。研究发现,在处理联合注意刺激时,婴儿的颞上沟-颞顶联合区(STS-TPJ)和前额叶皮层(PFC)区域激活增强。一项研究发现,STS-TPJ区域在联合注意条件(JA)下的激活显著高于单纯的互动条件(Interaction)和基线条件,凸显了该区域在协调注意力、心理化和处理社会性线索(如目光方向)中的关键作用。另一项研究考察了前额叶皮层的作用,发现仅在实验者与婴儿直接互动(together条件)时,成人和婴儿的PFC区域出现显著的神经耦合。还有研究区分了RJA和IJA,发现RJA条件主要与右侧腹侧前额叶区域的激活和功能连接有关,而IJA条件则引发了更广泛的双侧前额叶激活,特别是左侧背外侧前额叶区域。这表明,尽管都涉及前额叶,但联合注意的不同方面可能依赖于前额叶内不同的子区域。
2.3. 功能性磁共振成像(fMRI)研究
fMRI研究侧重于大脑功能网络层面的连接。一项研究发现在12月龄时,婴儿发起联合注意(IJA)的频率与视觉网络-后扣带回默认模式网络(Vis-pcDMN)的功能连接呈正相关,而与视觉网络-背侧注意网络(Vis-DAN)的连接呈负相关。到24月龄时,IJA则与额顶控制网络-背侧注意网络(aFPC-DAN)等网络间的连接相关性更强,反映了随着脑发育和社交经验积累,支持IJA的神经网络发生变化。这些网络涉及视觉处理、注意力控制、内部思维等多种功能,表明联合注意是一个需要大规模脑网络协同合作的复杂社会认知过程。不过,另一项研究并未发现左后颞上皮层(LpSTC)网络连接与婴儿的社会沟通能力(包含JA行为)存在显著关联,这可能与研究样本的异质性有关。
3. 讨论
综合来看,婴儿期的联合注意依赖于一个分布式的脑网络协调活动。这个网络主要包括前额叶皮层(PFC)、颞上沟(STS)、颞顶联合区(TPJ)、顶叶皮层以及感觉运动区域。EEG研究揭示的广泛皮层活动和alpha去同步化,反映了联合注意所需的高度注意力投入和认知努力。fNIRS和fMRI研究则进一步 pinpoint 了关键脑区,如STS-TPJ在感知社会线索和心理化中的核心作用,以及PFC在注意力控制、意图推断和发起社会互动中的重要性。
研究证据还表明,响应性联合注意(RJA)和发起性联合注意(IJA)虽然共享部分神经基础(如TPJ),但也涉及不同的神经机制。RJA更依赖于对他人视线、手势等外部线索的快速注意定向,与后部顶叶和腹侧前额叶等区域关联更紧。而IJA作为一种更主动、自发的社会沟通行为,则需要更多的动机、计划和执行控制成分,因此背侧前额叶和额顶控制网络的参与更为突出。这种神经上的分离与二者不同的行为表现和发展轨迹是相符的。
4. 年龄相关的发育考量
婴儿从8到24个月是联合注意能力迅速发展和成熟的关键期,其神经基础也随之演变。较年幼的婴儿(如9-12个月)在联合注意任务中更多地表现出后部脑区(如顶叶、STS-TPJ)的激活,这些区域与视线处理、空间注意定向等基本社会感知能力相关,成熟较早。随着婴儿接近第二年生,与前额叶相关的、支持更复杂的目标导向行为(如IJA)和认知控制的功能网络逐渐成熟并整合,这在24月龄婴儿的fMRI功能连接研究中有所体现。因此,联合注意的神经表征具有明显的年龄特异性,反映了大脑发育和社会经验积累的共同作用。
5. 结论
本综述表明,在联合注意能力出现和巩固的关键发育窗口期,婴儿大脑已经展现出与成人社会认知神经网络相似的部分活动特征。联合注意的神经基础涉及多个脑区和功能网络的协同工作,包括负责注意力调控的前额叶皮层、负责社会线索感知和心理化的颞顶联合区等。对联合注意早期神经标记物的探索,不仅深化了我们对典型社会认知发展的理解,也为识别自闭症等神经发育障碍的早期风险指标提供了潜在的生物标志物。未来研究需要更多纵向设计、更精细的实验范式(如区分RJA/IJA)以及先进技术(如超扫描技术)的应用,以进一步揭示联合注意神经机制的发展轨迹及其在典型与非典型发育中的作用。
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