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为探究人类复杂认知发展的先天神经机制，研究人员聚焦颞极（TP）开展研究。通过结合婴儿与双生子成像分析，发现新生儿 TP 已存在功能性分区及特定功能连接，且具有遗传性，这为理解语义认知的神经发育起源提供了重要依据。
人类的认知能力是如何从出生开始逐渐发展起来的？尤其是那些复杂而高级的认知功能，其背后的神经机制一直是科学界关注的焦点。语义认知作为人类认知的重要组成部分，对我们理解世界、与他人交流起着关键作用。然而，目前关于语义认知在大脑中的发育起源以及先天神经机制，仍存在许多未解之谜。虽然以往研究揭示了语义记忆在大脑中的一些编码区域，但对于这些区域在新生儿时期的状态以及遗传因素对其功能连接的影响，知之甚少。在这样的背景下，为了深入探究人类语义认知的先天神经机制，北京师范大学、河北师范大学等多所国内机构的研究人员展开了一项极具意义的研究。研究成果发表在《Nature Communications》上，为该领域带来了新的突破。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，利用开源的成像数据集，包括 WU - Minn 人类连接组计划（HCP）和发育中的人类连接组计划（dHCP）的数据。通过对不同年龄段人群的大脑成像数据进行分析，从结构和功能上探索颞极的奥秘。在数据处理过程中，运用了数据驱动的聚类分析方法，对成人和新生儿大脑的颞极进行功能分区；同时，借助结构方程模型（SEM）评估遗传和环境因素对颞极功能连接的影响 。
下面来看具体的研究结果：
- 研究 1：成人脑颞极基于功能连接的三分法分区：研究人员从 HCP 数据库中选取 100 名无关成人的静息态图像，对颞极进行功能分区。通过数据驱动的分区分析，将左右颞极分为背侧、腹外侧和腹内侧三个分区，这种分区方式与以往研究具有一致性。不同分区表现出不同的功能偏好，背侧 TP 与听觉、语言相关区域连接更强，腹外侧 TP 与默认模式网络和语义处理区域联系紧密，腹内侧 TP 则与高阶腹侧颞叶视觉区域等连接较多。通过元分析和感兴趣区域（ROI）分析进一步验证了这些分区与相应神经网络的特定功能连接。
- 研究 2：新生儿脑颞极分区及与语义相关网络的特定功能连接：基于 dHCP 数据库中 332 名新生儿（出生年龄≤4 周）的静息态图像，研究发现新生儿脑颞极也存在类似成人的三分法功能分区。背侧和腹外侧 TP 的特定功能连接在新生儿期就已出现，且与成人相似，它们分别与听觉语言网络和默认语义网络有较强连接；而腹内侧 TP 在新生儿期与视觉边缘系统的连接较弱，与成人存在差异。ROI 分析结果进一步证实了这些发现。
- 研究 3：成人双生子静息态下颞极分区特定功能连接的遗传基础：利用 HCP 数据集里 380 名成人双生子（123 对同卵双胞胎（MZ）和 67 对异卵双胞胎（DZ））的静息态图像，研究发现背侧和腹外侧 TP 与相应网络的特定功能连接具有显著遗传性，其个体差异受遗传因素影响较大；而腹内侧 TP 的特定功能连接受共同环境因素影响更为显著。进一步分析发现，在新生儿期就建立特定功能连接的网络节点，其遗传效应更强。
- 研究 4：成人双生子中颞极分区特定功能连接与语义处理的遗传基础：对 400 名成人双生子（129 对 MZ 和 71 对 DZ）在听觉故事理解任务中的功能磁共振成像（fMRI）数据进行分析。结果表明，背侧和腹外侧 TP 与相应网络的特定功能连接在任务状态下也具有显著遗传性，且其连接模式能显著预测同一 TP 分区的功能激活以及参与者在任务中的行为表现；而腹内侧 TP 与视觉边缘系统的连接在任务中与功能激活和行为表现无显著关联。
综合上述研究，研究人员得出结论：新生儿脑颞极已存在与成人相似的功能分区，并且背侧和腹外侧 TP 与相应网络的特定功能连接在新生儿期就已出现，具有显著遗传性。这些早期出现且受遗传控制的连接特征，在成人语义处理中发挥着重要作用，为语义认知提供了先天的神经基础。此外，研究还发现后天经验对神经语义系统的塑造也很重要，例如腹内侧 TP 与视觉边缘系统的连接在出生后可能受后天经验影响而发展。
该研究意义重大，它揭示了人类语义认知的先天网络机制，为理解语义认知的神经发育起源提供了关键证据，有助于推动对人类高级认知功能发展的研究。同时，也为后续研究提供了方向，比如未来可通过纵向研究进一步明确颞极功能分区的发育轨迹以及环境因素的具体影响。
