先天性失乐症相关的语言声调加工障碍及其脑机制的研究

Congenital amusia is a developmental music learning disorder mostly affects the processing of musical pitch. Recent research suggests that it may also affect linguistic pitch processing, including intonation and lexical tones. Mandarin is a typical tone language. To study congenital amusia in adults and children among Mandarin speakers provides not only important theoretical insights of amusia but also practical significance in educational application. We found that about 4% of Mandarin speakers may be afflicted with amusia and most of them are also having difficulties in lexical tones (Nan et al.,2010). However, the related brain mechanism underlying congenital amusia's tone deficits is not yet clear. In the current project we will study congenital amusia in adults and children, using behavioral, event-related brain potentials and structural magnetic resonance imaging techniques. We will fully understand the brain mechanism involved in congenital amusia's lexical tone deficits. More importantly, the current project will help us estimate the prevalence of congenital amusia among Mandarin speaking children and clarify the potential impact of congenital amusia upon children's language development. This will eventually offer necessary theoretical support to future effective early identification and intervention of congenital amusia in childhood.

先天性失乐症是一种以音乐的音高加工困难为主的发展性音乐学习障碍。近几年的研究表明先天性失乐症还可能影响语言的音高加工，包括声调和语调。汉语是一种典型的声调语言，研究汉语人群（成人与儿童）的先天性失乐症既有重要的科学意义又有特殊的教育应用价值。我们发现汉语母语先天性失乐症约占人口的4%左右，同时合并不同程度的语言声调加工障碍（Nan et al.,2010），然而其相关脑机制目前尚不清楚。研究先天性失乐症语言声调障碍的脑机制是理解失乐症本质的关键突破口。本项目以汉语母语成人与儿童先天性失乐症为研究对象，通过行为、事件相关电位以及核磁结构成像等研究手段，全面且深入地探索先天性失乐症语言声调加工障碍的脑机制。更重要的是，本项目将明确先天性失乐症在儿童期的发生率及其对儿童语言发展的具体影响，为将来在儿童期即开展有效的先天性失乐症鉴别与干预等实践应用提供必要理论支持。

本项目以汉语母语成人与儿童先天性失乐症为研究对象，通过行为、心理语言学行为实验、事件相关电位以及核磁结构成像技术等研究手段，全面且深入地探索先天性失乐症语言声调加工障碍的脑机制。在实际项目执行过程中，本项目通过对汉语母语成人与儿童音乐学习经验与学习障碍（先天性失乐症个体）对语言加工的影响的横断与纵向研究，明确了音乐与语言加工脑机制的关系。具体说来，针对先天失乐症的语言声调加工障碍，我们的研究表明，这种障碍影响语言声调的范畴知觉加工（Huang et al., 2015 Frontiers in Psychology），对于一般意义上的音高加工的知觉敏感性降低，即最小可觉差增大（Huang et al., 2015 JASA），在噪音背景下，可能会影响对语言其他的音素的识别，比如韵母（Tang et al., 2018 Hearing Research）；对声调变化反应的脑电失匹配负波缺如（Nan et al., 2016 Biological Psychology）；从脑结构与脑网络的角度来看，先天失乐症的语言声调障碍只是轻微影响左侧弓形束的直接连接（Chen et al., 2018 Brain structure and function），进而影响全脑的网络连接（Zhao et al., 2016 Scientific Reports）。相对于音乐学习障碍，音乐学习经验则对于声调或者其他语言的音素加工有正向的促进作用：成人音乐家比非音乐对语言声调的脑电失匹配负波反应更大（Tang et al., 2016 Neuropsychologia）；儿童经过钢琴训练后，与阅读与空白对照组相比，对语言声调的脑电失匹配负波增大，且行为水平的单字辨别表现更好，表明音乐学习对语言加工的促进作用是因果的关系（Nan et al., 2018 PNAS）。本项目的这些重要结果为音乐学习促进语言障碍的康复提供了科学依据。