第 263 期

健康知識
少男少女 - 語言處理，動腦不同
Sex differences in neural processing of language among children

兒童成長過程中，如何給予適當且有成效的教育方式，一直深受每位家長關注。很早之前，已有許多學者專家認為女孩的語言能力優於男孩，但是對於這樣的差異，卻遲遲沒有清楚地提供以生物學為實證的基準。直到美國伊利諾州西北大學 (Northwestern University) 與以色列海法大學 (The University of Haifa) 研究學者的發現，第一次證明了學齡兒童在語言處理上的確男女有別。研究報告顯示，女孩大腦中處理語言相關區域的活化程度都比男孩高，而且男孩女孩在面對語言處理時，大腦所活化的區域也不一樣。

研究團隊篩選出62位的9到15歲男女各半符合資格學齡兒童來參與這項功能性磁振造影(functional magnetic resonance imaging, fMRI)的研究。首先，讓孩子們經過幾項標準智力測驗。結果發現，針對性別差異之下，對於孩子們在語言智商(verbal IQ)、操作智商(performance IQ)和總測驗智商(full-scale IQ)的表現，沒有明顯不同。只有在觀察拼音與閱讀流暢性方面稍微有差異，但是在唸名速度 (rapid naming ) 與聲韻解碼(phonetic decoding)效率上卻有明顯的性別差異。這個結果與早期的結論相吻合，也顯示女孩與男孩比較之下，女孩確實處於優勢。之後，所進行的兩項語言判斷實驗：判斷96組單字裡頭有無特定字母的拼字辨識(orthographic judgment tasks)與判斷兩單字之間有無押韻的押韻辨識(phonology judgment tasks)。這兩項語言判斷實驗均分別使用視覺(visual)以及聽覺(auditory)兩項感官模式(sensory modalities)加以進行。

功能性磁振造影

功能性磁振造影是一種神經影像學。其原理是利用磁振造影來測量神經元(neuron)活動所引發之血液動力的改變。神經元為神經系統的功能單位之一；當腦神經活化時，其附近的血流會增加以補充消耗的氧氣。經由血液動力反應的過程，帶氧血紅素與去氧血紅素之間磁導率不同，含氧血跟缺氧血量的變化使磁場產生擾動而能被磁振造影偵測出來。因此，藉由重複進行某種思考、動作或經歷，例如上述的兩項語言判斷實驗，可用統計方法判斷哪些腦區在這個過程中有信號的變化，因而可找出哪些腦區在執行這些思考、動作、或過程。

人類的大腦

簡單來說，大腦的形態解剖可分為額葉(Frontal Lobe)、頂葉(Parietal Lobe)、枕葉(Occipital Lobe)、顳葉(Temporal Lobe)和島葉(Insular Lobe)。額葉位於腦的前半部，包含了人類語言形成高度相關的重要區域─布若卡氏區 (Broca's Area)。頂葉位在額葉、枕葉和顳葉之間，是為處理各類感覺訊息(包括痛覺、觸覺等)的中樞，同時也和語言、記憶等功能有關。枕葉是大腦皮層的一個區域，其已知的主要功能包括處理視覺信息。顳葉位於額葉和頂葉的下方、枕葉的前方，為處理聽覺訊息的中樞，人類語言相關的重要部位韋尼克區(Wernicke's area)位於此區。

語言判斷實驗結果與大腦的活化區域

使用功能性磁振造影之下，彙集整合所有統計資料結果發現，如左上圖所示，無論是採取視覺或聽覺模式提供語言訊息，黃色部份的大腦活化區域為男孩女孩共同呈現的語言活化區，包含了額葉額下回 (inferior frontal gyrus, IFG)、顳葉後區顳上/中回(posterior superior/middle temporal gyrus)、頂葉頂下葉 (inferior parietal lobule)和梭狀回 (fusiform gyrus, FG)。而女孩兩腦半球的額葉額下回(IFG)和顳葉顳上回(superior temporal gyrus, STG)與左腦梭狀回(FG)，有明顯較強烈的活化表現(粉紅色區域；藍色代表男孩)。女孩在四種不同的語言判斷/感官模式實驗組合中，額葉額下回(IFG)與左腦梭狀回(FG)都呈現活化作用；值得注意的是，女孩顳葉顳上回(STG)的活化，在接收聽覺模式來處理語言訊息的時候才會產生。

另外，這個研究也顯示出大腦一側性 (laterality)在性別差異中的門檻效應(threshold effect)(右圖)。研究小組使用更加嚴謹的統計門檻來進行實驗，發現男孩(藍色)女孩(粉紅色)在左腦半球的活化範圍是相似的，還包括了大量的重疊區域(青綠色)。但是，只有在女孩的額葉額下回(IFG)、顳葉顳上回(STG)、和枕葉皮質區 (occipital cortex，含有枕葉楔葉[cuneus, Cun]和枕葉舌回[lingual gyrus, Ling])發現兩腦半球左右對稱的活化區域。

而在知覺整合判斷(perceptual control tasks)方面，男女有別再度成為大腦活化的依據(如左圖所示)。視覺刺激(visual stimuli)方面，女孩在左腦枕葉(left occipital)與梭狀回(FG)的活化程度比男孩高（左圖A）；而且，在聽覺刺激(auditory stimuli)方面，女孩在兩腦半球的顳葉顳上回(STG)的活化還是比男孩高(左圖B)。結論是，在知覺整合判斷上，男孩大腦的活化還是比女孩略為遜色。

大腦與行為之關連性

為了確定語言判斷能力可直接連貫到大腦的區域，研究小組把語言判斷和感官模式分開來，成為兩組來做比較。當女孩在處理押韻與拼音辨識的語言判斷時，大腦呈現左腦額葉額下回(IFG)、左腦顳葉顳中回(MTG)和梭狀回(FG)的活化(如下圖A，粉紅色)。而在男孩中，沒有觀察到大腦對於語言判斷的活化的關連性；但是卻對文字表達的感官處理模式有反應(下圖B，藍色)。在聽覺刺激方面，男孩們在左腦額葉額下回(IFG)和左腦顳葉顳上回(STG)呈現活化，而且只有一點點的額葉額下回(IFG)與女孩的活化區產生重疊(青綠色)；在視覺方面，男孩的左腦上頂皮質區(superior parietal cortex/lobe, SPL)和頂葉前楔葉(precuneus, PreCun)呈現活化現象；且令人訝異的是，女孩在受到視覺方面的刺激後，大腦並未呈現活化的傾向。

綜上所述，女孩在語言訊息處理上比較不受知覺感官的影響，她們的語言能力是建立在抽象(abstract)概念的層次上。而男孩則是依賴接收時的感官模式來處理語言訊息；語言學習時，也比較容易受到外在影響的干擾。雖然，已證明青少年男女對於語言訊息處理方式上有所不同，但目前也沒有證據顯示這樣的性別差異會持續到成年。反之，男孩將會追上女孩，語言能力的性別差異在成年後逐漸消失。

這項研究不但呈現男女學齡兒童在這重要階段語言發展上具有差異性，也給予腦部研究學者對腦部耳目一新的了解。且也讓社會大眾有機會思考，對於青少年的教育方式，是否應該針對不同性別找出適當的教學方式呢？！


參考資料：
  1. Burman DD, Bitan T, Booth JR, Sex differences in neural processing of language among children, Neuropsychologia. 2008 Apr; 46(5):1349-62.
  2. Northwestern University (2008, March 5). Boys' And Girls' Brains Are Different: Gender Differences In Language Appear Biological.
  3. 維基百科
《文：編輯中心劉盈秀編譯；圖：參考資料1》