儿童与成人快速自动化命名神经网络的发育差异及其对阅读与算术能力的预测机制

【编辑推荐】为揭示快速自动化命名(RAN)从儿童到成人的神经机制及其对阅读与算术能力的预测作用，研究者通过静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)分析34名儿童和29成人的全脑功能连接组。发现儿童以丘脑为中心、成人以左皮层为主的RAN神经网络差异，并构建"成人化"网络成熟度与"儿童特异性"连接强度指标，证实前者与阅读算术流畅性正相关，为认知发育的神经基础提供新见解。

　　

在认知发展研究领域，快速自动化命名(Rapid Automatized Naming, RAN)一直被视为预测阅读和算术能力的"黄金指标"——这个看似简单的任务要求受试者快速连续命名数字或字母，其完成速度却能显著反映个体的学习能力。然而，这种跨符号系统的预测效应背后，究竟隐藏着怎样的神经机制？更关键的是，随着大脑发育，RAN的神经基础如何从儿童模式转变为成人模式？这些问题长期困扰着教育神经科学家。

为解开这些谜团，来自中国科学院大学的研究团队在《Journal of Neurolinguistics》发表了一项开创性研究。他们创新性地采用静息态功能磁共振成像(resting-state fMRI)技术，对比分析了34名儿童(平均年龄11.82岁)和29名成人(平均年龄23.47岁)的全脑功能连接组，首次描绘出RAN神经网络的发育轨迹。研究特别关注两个核心问题：一是儿童与成人RAN神经网络的拓扑结构差异，二是这些差异如何解释阅读与算术能力的共发育现象。

研究主要采用三项关键技术：静息态fMRI数据采集于北京海淀区招募的样本队列；留一交叉验证(LOOCV)法筛选RAN相关功能连接；创新性计算"成人化网络成熟度"(评估儿童网络与成人平均模式的相似度)和"儿童特异性连接强度"(量化儿童特有连接的强度)两个发育指标。

【RAN networks in children and adults】
儿童组显示出以右侧腹侧前丘脑为核心的网络架构，85.7%的显著连接涉及皮层下区域(r=0.69，R²
=0.48)，这与成人组以左半球皮层为主的网络形成鲜明对比。特别值得注意的是，儿童丘脑与枕叶的强连接可能反映视觉符号到语音的快速转换机制。

【Discussion】
研究发现"成人化"成熟度指数与儿童阅读算术流畅性显著正相关，且这种关联独立于整体脑成熟度。这提示RAN网络的特定发育模式——而非泛化的脑发育——驱动着认知能力的提升。更引人深思的是，阅读与算术网络在发育过程中的分离现象，为解释这两种能力既相关又独立的发展轨迹提供了神经证据。

该研究的突破性在于首次将RAN的预测效应锚定到具体的神经发育机制。丘脑在儿童期的核心作用暗示其可能是早期学习障碍的干预靶点，而成人左皮层网络的发现则与语言优势半球理论相呼应。这些发现不仅为学习困难的早期识别提供了生物标志物，更重要的是，揭示了认知能力共发育的神经基础——就像发现支配多种技能发展的"神经交响乐团"的指挥法则。正如研究者所言，这项成果为理解"为什么有些孩子同时擅长阅读和算术"这一古老问题，提供了全新的神经科学视角。