科研实践

长久以来，人们发现男性和女性以不同的方式加工语言，这种差异体现在语义记忆、语音、语法、词汇、话语风格等方面。此外，男性患有发展性阅读障碍和口吃等语言障碍的比例要显著高于女性。过去有不少研究试图寻找语言性别差异在神经生物学方面的证据，但相关的支持证据非常有限。近期，谭力海教授研究团队采用功能磁共振成像（fMRI）技术，为该课题提供了神经生物学方面的证据。

研究成果概述

语言加工涉及复杂的大脑功能网络连接，这提示我们，通过研究大脑功能连接，有望为理解语言加工性别差异的深层机制提供依据。该研究采用功能磁共振成像（fMRI）技术，扫描了58名成人被试（28名男性和30名女性）。被试在扫描中执行语义判断任务，判断视觉呈现的两个词语的意义是否相同。基于大脑激活水平和左右半球偏侧化的分析并没有发现性别差异，这与之前的大多数研究相一致。然而，基于功能连接的分析发现了大脑功能连接模式存在显著性别差异，表现在语言关键脑区间的动态连接模式，以及男性表现出更强的局部信息分离，而女性表现出更强的全局信息整合。

fMRI设备

具体来说，该研究使用两种脑网络分析方法对比了男性和女性的大脑功能连接模式。第一种方法是动态因果模型（Dynamic Causal Modeling, DCM），用于考察外部实验刺激如何调节大脑区域之间的定向连接。构建了由左侧额下回BA45(IFG)、颞上回后部(STG)和顶上小叶（SPL）三个脑区组成的连接模型。结果显示，男性从IFG到STG的负性调控更强，而女性从SPL到STG的负性调控更强（图1），这可能反映了男性和女性使用了不同的神经计算策略，以实现在STG中高效的语义表征。

图1.动态因果模型分析结果

(A)内在连接和调节连接的组平均值

(B)调节连接表现出显著性别效应

为了在更大范围内刻画出大脑网络的组织模式，该研究采用了Network-based statistics（NBS）和复杂网络分析。NBS分析发现，女性在大脑前额叶和后部顶叶区域的远距离连接更强，而男性则主要在大脑前部的短距离连接更强（图2）。基于复杂网络的分析发现，男性比女性表现出更高的功能分离和更低的功能整合属性。相反，女性的特征路径长度值较低以及小世界属性值更高，表明女性大脑在专门化和功能整合之间具有更好的平衡。最后，该研究采用了支持向量机的方法探讨了基于大脑功能连接网络对性别的预测能力，发现分类器能准确地区分男性和女性（准确率为75.86%，p=0.0042，图2），进一步支持了语言加工大脑功能连接性别差异的发现。该研究为语言加工的性别差异提供了神经生物学方面的证据，也为理解语言障碍性别差异的脑机制提供了启示。

图2.NBS分析结果以及基于脑网络的分类分析结果

研究相关信息

该研究于2020年发表在《Cerebral Cortex》，该期刊为中科院JCR1区，Top期刊，最新影响因子5.043。深圳大学脑疾病与认知科学研究中心是论文的第一单位和通讯单位，徐敏副教授和博士研究生梁秀玲为共同第一作者，徐敏副教授和谭力海教授为共同通讯作者。该研究工作得到深圳孔雀团队计划，广东省珠江人才计划创新创业团队项目，深圳市基础研究计划等项目的支持。

论文相关信息

Xu, M., Liang, X., Ou, J., Li, H., Luo, Y., & Tan, L. H. (2020). Sex Differences in Functional Brain Networks for Language. Cerebral Cortex, 30(3), 1528-1537.

https://doi.org/10.1093/cercor/bhz184