综述:言语与运动功能偏侧化的重新评估:基于在线言语视觉半视野任务的功能经颅多普勒随访研究

【字体: 时间:2026年03月08日 来源:Laterality 1.5

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  本文重新评估了言语与运动功能偏侧化的关联,通过整合在线行为任务与功能经颅多普勒超声(fTCD)神经影像学数据,验证了在线言语视觉半视野(vVHF)任务的有效性,并探讨了运动偏侧性(motor laterality)与言语产生(speech production)偏侧性之间的关系,为大脑半球功能特化(hemispheric specialization)的个体差异研究提供了新证据。

  
引言
理解语言和运动功能如何在大脑两侧半球偏侧化,是半球功能特化理论的核心。语言通常偏向左侧大脑半球,而运动功能在群体层面也表现出偏侧性,但这些功能在个体内部如何关联仍存在争议。手偏好是运动不对称性的一种表现,似乎与语言偏侧性有关,左利手者比右利手者更可能出现非典型的语言偏侧。然而,基于表现的测量(如序列敲击任务)可能为探究运动与语言偏侧性之间的共享机制提供更直接的途径。建立可靠的测量方法对于解决这些问题至关重要。此前的研究(Grant等人,2023)曾使用在线言语视觉半视野(vVHF)任务评估言语产生偏侧性,但其信度和效度有限。本研究利用同一批参与者在另一项目(Parker等人,2022)中收集的功能经颅多普勒超声(fTCD)数据,重新评估了该在线任务的有效性,并重新检验了言语与运动偏侧性之间的关联。
方法
共有187名参与者(年龄16-50岁,M=26.87,SD=9.33)完成了在线行为测试和现场fTCD任务。参与者中,98人报告为左利手,89人为右利手。fTCD任务测量了句子产生(sentence generation)期间大脑中动脉的脑血流速度,从而计算言语产生偏侧性指数(LI)。在线行为测试包括复杂的序列敲击任务(评估运动偏侧性)和言语视觉半视野(vVHF)任务(评估言语产生偏侧性)。数据分析旨在:(1)将在线vVHF任务与fTCD测量进行交叉验证;(2)使用fTCD重新检验言语产生与运动偏侧性之间的关联;(3)探索运动偏侧性指数与fTCD言语偏侧性指数之间的相关性。
句子产生偏侧性与交叉验证
分析表明,无论是右利手组(M=2.44,SD=1.87)还是左利手组(M=1.28,SD=2.04),在句子产生任务上都表现出显著的左侧化(左半球优势)。然而,从vVHF任务计算出的偏侧性指数与从句子产生任务计算的指数之间没有显著相关性(rs=0.13, p=0.06)。当按利手分组分析时,仅在左利手组中发现了显著的中等程度相关(rs=0.30, p<0.01),而在右利手组中不显著(rs=0.03, p=0.76)。回归分析证实,利手显著调节了vVHF偏侧性与句子产生偏侧性之间的关系(交互作用显著)。
在线vVHF作为非典型偏侧性的筛查工具
尽管连续指数相关性弱,但当将vVHF用作二元筛查工具(以零为分界点)时,它可能在识别非典型语言优势(右半球优势)个体方面有一定效用。在全部参与者中,其筛查灵敏度为48%,阳性预测值为31%。分利手组分析显示,在左利手参与者中,其筛查性能(灵敏度55%,阳性预测值46%)优于右利手组(灵敏度33%,阳性预测值13%)。这表明,虽然该在线任务作为言语偏侧性的连续测量代理效果有限,但作为一种低成本预筛查工具,特别是在左利手群体中,可能有助于在大规模研究中更有效地富集非典型偏侧性个体。
运动偏侧性与言语产生偏侧性的关联
重复Grant等人(2023)的分析方法,但使用fTCD句子产生偏侧性指数替代vVHF指数,结果未发现言语产生偏侧性与基于序列的运动偏侧性之间存在显著关联(Cochran–Mantel–Haenszel检验,p=0.71)。鉴于fTCD测量具有较高的信度(rs=0.80),这一无效关联不太可能由测量误差导致。这一发现与此前报告(Grant等人,2023)一致,均未支持言语与运动偏侧性之间存在直接关联。
探索性分析
与将参与者按类别分组分析得出的无效关联不同,探索性分析使用连续的偏侧性指数,发现复杂的序列敲击任务(运动偏侧性)的指数与句子产生任务(言语偏侧性)的指数之间存在显著的正相关(rs=0.24, p<0.001)。这一结果与Hodgson等人(2021)的发现一致,他们同样报告了基于fTCD测量的言语偏侧性与运动表现之间的相关性。
讨论
本研究利用更可靠的fTCD神经影像学数据,对先前在线行为研究的关键发现进行了跟进。研究证实,在线vVHF任务与经过验证的fTCD范式相关性较弱,这强化了对该在线范式用于评估言语产生偏侧性的有效性的担忧。任务间认知和神经需求的差异(如句子产生涉及更强的序列性、组合性及执行控制需求)可能是相关性弱的原因之一。值得注意的是,仅在左利手组中观察到vVHF与fTCD测量的显著相关,这可能与该群体偏侧性变异性更大有关。
尽管连续测量上关联不强,但二元筛查分析表明,在线vVHF任务,特别是对于左利手者,在富集非典型语言优势样本方面可能具有实用价值,其产出率高于单纯基于群体基准率的预期。
关于言语与运动偏侧性的关联,使用分类数据的分析未发现显著关系,这与之前的研究一致。然而,探索性分析中连续指数间的显著正相关提示,言语与运动偏侧性之间的关系可能比分类分析所揭示的更为复杂。这种相关性可能与序列加工等共享的认知成分有关。未来的研究需要结合更全面的任务组和同步记录运动与语言功能的神经影像学数据,以澄清这些功能不对称性背后是否存在共同的神经机制。
结论
本研究显示,在线言语产生偏侧性测量方法无法与经过验证的神经影像学范式有效交叉验证。此前报告的言语产生偏侧性与运动偏侧性之间无关联的结论,在使用更可靠的fTCD测量后仍然成立。然而,探索性分析揭示了言语偏侧性(fTCD评估)与运动偏侧性(在线序列运动任务评估)在连续数据上存在显著相关。这些结果表明,言语与运动偏侧化之间的关系比分类分析通常揭示的更为微妙。未来的工作需要采用综合性的任务组和同步的神经影像学技术,以阐明这些不对称性是否由共享的神经机制所支撑。
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