汉语阅读障碍儿童的视觉缺陷、遗传与脑机制研究

Dyslexia is a well established developmental deficit with genetic risk, but we know little about its neurobiological cause or causes. The combination of behavioral, imaging and genetic approach is a new direction in this area. Less research which combine behavioral, imaging and genetic approach on Chinese dyslexia has been reported. .The present project attempts to reveal the underlying genetic and brain mechanisms of Chinese developmental dyslexia and their cognitive deficits. Through the comparison between dyslexic and control groups, combining the behavioral, eye movement approach, brain functional and anatomic imaging techinique, and molecular genetic analysis, we aim to investigate: (1) the basical cognitive deficits of dyslexia and their genetic bases; (2) the associations between cognitive deficits of dyslexia and their genetic and brain mechanism; (3) the visual motor - orthographic deficit of dyslexic children and the underlying brain mechanism. This research will reveal the underlying genetic and brain mechanisms of Chinese developmental dyslexia and their cognitive deficits. Theoretically, this study will make contribution in understanding the universal and specific aspects of reading development and impairment in Chinese children. And the results will provide the scientific foundation for diagnosis, prediction and intervention of dyslexic children in China.

将行为、基因与脑成像研究相关联是今后发展性阅读障碍研究的重要方向，目前阅读障碍的遗传模式、阅读缺陷致病基因、及其与脑的结构和功能的关系等重要理论问题还有待于深入探讨，还没有关于汉语发展性阅读障碍的行为、基因、及其与脑成像相结合的研究发表。本课题综合运用认知行为测验、眼动技术、脑功能和结构成像技术、分子遗传学分析方法，通过阅读障碍组和正常组儿童的比较研究，并结合儿童阅读发展的长期追踪数据，（1）揭示汉语阅读障碍儿童的基本认知缺陷及其基因基础；（2）揭示汉语发展性阅读障碍的认知缺陷、基因基础、及与脑的结构和功能的关系；（3）深入探讨汉语发展性阅读障碍视觉运动-正字法缺陷的机制。研究结果将对揭示汉语发展性阅读障碍及其认知缺陷的基因和脑机制、对理解儿童阅读发展和障碍的普遍性和特殊性有重要意义。同时，研究结果也将在汉语阅读障碍儿童的诊断、预测和干预上有重要应用前景。

本项目从比较汉语正常和障碍儿童的行为、脑结构和基因的差异入手，通过横断和长期追踪研究，综合使用行为、眼动、脑电和脑成像技术、以及基因分析，系统探讨了阅读障碍的认知缺陷、阅读缺陷致病基因及其与脑结构和功能的关系、以及阅读障碍视觉运动-正字法缺陷的机制。获得的重要研究结果包括：.1、阅读障碍脑结构研究揭示了汉语阅读障碍在脑结构水平上存在与拼音语言阅读障碍类似的病因学相关异常，并发现特定脑区神经指标的异常会随年龄不同而改变。应用机器学习新技术构建了基于多维磁共振脑白质特征的个体识别模型，实现了对阅读障碍儿童个体的高精度自动判别。.2、阅读障碍儿童视觉-正字法缺陷机制的眼动研究发现了障碍儿童的形-音加工缺陷，脑功能研究进一步揭示了流畅阅读能力落后可能来源于障碍儿童的视觉-注意缺陷，其脑基础是视觉腹侧通路和背侧通路连接较弱。.3、儿童阅读能力、阅读障碍的易感基因及其与脑关系研究发现DCDC2的遗传标记rs807724与阅读流畅性及语音意识、语素意识、快速命名等显著相关联，其中等位基因“G”为风险因子。DCDC2的遗传标记rs1091047与早期家庭文化环境交互作用影响儿童12岁时正字法加工的神经生理机制。结果提示良好的家庭文化环境可能在一定程度减少风险基因型儿童的正字法加工困难的发生。.4、长期追踪研究在汉语发展性阅读障碍的早期预测上获得丰富成果，分离出儿童4-10岁口语发展起始点与发展速率不同的发展轨迹，及其对11岁阅读能力的预测；揭示了儿童早期语音意识和语素意识的关系，及其对学龄期汉字加工和高级阅读能力预测的重要性。.5、汉语语音和语素加工脑机制研究，通过成人脑成像研究，获得了汉语词汇声调表征的重要脑区、汉语语素加工的核心脑区、文本阅读中的背侧和腹侧通路的动态网络等系列成果，为进一步开展阅读障碍儿童认知缺陷的脑机制研究奠定了基础。.研究成果在揭示汉语发展性阅读障碍认知缺陷、基因和脑基础方面获得重要进展，对阅读障碍诊断、预测和干预有重要应用前景。