摘 要：语音处理被认为是患有阅读障碍儿童的核心缺陷区域，在左半球颞顶区域观察到患有阅读障碍的儿童在语音任务处理期间脑活化减少。音乐训练与语音处理能力呈正相关，但这种关系背后的神经机制尚未明确。相比之下，受过音乐训练的儿童与未经音乐训练的儿童相比，在颞顶区域表现出更大的双侧激活。因此，音乐训练与左半球区域的双侧激活增强相关联，且该区域对于阅读非常重要。已有研究证明，音乐训练可以促进双侧代偿神经网络的发展，这有助于在左半球颞顶区域中具有非典型功能的儿童。本文在阅读障碍与语音处理的特定脑区异常相关研究的基础上，结合目前音乐训练对阅读障碍的影响研究，着重从音乐训练诱发神经可塑性、音乐训练增强阅读障碍儿童的神经相关性两个方面，就音乐训练对阅读障碍儿童语音处理的特定脑区异常的神经可塑性研究进行了综述。
关键词：音乐训练 功能磁共振成像 儿童 阅读障碍 语音处理
1 引言
发展性阅读障碍（以下简称“阅读障碍”）是最常见的学习障碍之一，被认为是与典型阅读获取的神经系统功能障碍相关[1]，其特点是解读困难、阅读速度缓慢、阅读准确性差[2]。早期研究已经反复证明了语音意识对阅读的重要性[3]。语音意识是学龄前儿童和学龄儿童后期阅读能力的关键预测因子和阅读障碍的核心风险因素之一[4]。阅读障碍是一种特殊的学习障碍，功能磁共振成像扫描技术揭示了患有阅读障碍个体的语音处理的非典型神经相关性，与正常的儿童和成人相比，患有阅读障碍的儿童和成人后脑区、左半球颞顶区和枕颞区都显示出低活化，且学龄前阅读障碍儿童的阅读在开始之前就已经被观察到了其大脑区域的变化[5]。
患有阅读障碍的学龄儿童在阅读任务期间，右半球的激活面积与更好的阅读结果相关，这表明神经机制与对阅读困难的补偿有关[6]。故患有阅读障碍的儿童和成人在神经激活期间语音处理的特点是左半球颞顶和枕颞脑区的低活化。由于语音处理技能需要对单个语音的感知，这需要辨别并区分语音的基本听觉成分，阅读障碍患者表现出对基本听觉刺激的非典型神经反应[7]。此外，关于基础听觉训练的研究已证明这些神经反应的变化与阅读障碍儿童阅读成绩改善存在相关[8]。故有研究者提出听觉处理困难可能会成为阅读障碍者的语音处理弱点[9]。然而，并非所有阅读障碍患者都存在听觉处理缺陷[10]。因此，阅读障碍患者基础听觉处理中的缺陷可能是导致阅读困难的几个因素之一[11]。
本文在阅读障碍与语音处理的特定脑区异常相关研究的基础上，结合目前音乐训练对阅读障碍的影响研究，着重从以下两个方面就音乐训练对阅读障碍儿童语音处理的特定脑区异常的神经可塑性研究进行了综述：(1)音乐训练诱发神经可塑性；(2)音乐训练增强了阅读障碍儿童的神经相关性。最后，本文对该领域未来的发展进行展望。
2 音乐训练诱发神经可塑性
音乐训练被视为诱导大脑可塑性的一种方法[12]。对学龄儿童进行磁共振成像扫描的纵向研究证明了音乐训练引发的神经变化。接受了大约1～2年音乐训练的6岁儿童在右半球初级听觉和运动前皮质，以及胼胝体区域表现出结构性变化[13]。研究发现，相对于未经过音乐训练的儿童，经过音乐训练的儿童对听觉刺激的增强会产生大脑的功能性反应[14]，且皮质听觉诱发电位明显增大[15]。总之，以上的纵向研究已经证明了经过音乐训练后阅读障碍儿童大脑结构和功能的变化，主要是在听觉和运动相关区域，以及胼质体中。这些研究成果也进一步表明：音乐训练诱发大脑区域的神经可塑性。越来越多的研究表明，音乐技能直接与语音意识和阅读成就相关[16]。语音意识和音乐技能（如音乐训练经验或音乐感知任务表现）存在高度的正相关[17]。基于音乐训练中的干预措施，阅读障碍儿童的语音意识技能得到提升[18]，且有研究表明，以音乐为基础的干预措施能够改善阅读障碍儿童的阅读水平[19]。
研究发现，经常接受音乐训练的儿童，其阅读能力与右半球主要听觉区域内的灰质结构存在正相关[20]。运用功能磁共振成像扫描技术，一项研究比较了音乐家与非音乐家休息状态时的功能连接，观察到在左上颞回与多语言相关区域（包括双侧颞顶区）之间，音乐家的连通性显著增强[21]，且与非音乐家相比，音乐家在音调记忆任务期间表现出更大的右侧颞顶激活[7]。
以上这些研究提供了音乐家大脑区域内激活特殊模式的初步证据，就右半球而言，这些模式对于语言和阅读非常重要。将受过音乐训练的儿童与未经音乐训练的儿童以及患有阅读障碍的儿童相比，发现音韵处理的缺陷与阅读障碍显著相关[22]。有研究者通过纵向研究证明了受过音乐训练的学龄儿童表现出神经可塑性，且其具有较少侧向化的特征[23]。基于这些研究，有研究者进行了深入细致的研究和探讨，并得出了相关结果。
3 音乐训练增强了阅读障碍儿童的神经相关性
研究发现，与受过音乐训练和未经音乐训练的儿童相比，患有阅读障碍的儿童在视觉词读取和解码方面，以及阅读流畅性方面的得分显著较低。通过功能磁共振成像扫描技术发现，受过音乐训练和未经音乐训练以及阅读障碍儿童的涉及语音处理的脑区存在显著差异，具体表现为：受过音乐训练的儿童颞顶区域显示出更大的激活。经过一年的音乐训练之后，学龄儿童对听觉刺激的功能反应增强，且显示出更大的皮质听觉的诱发电位[24]。关于音调记忆任务的研究已证明，音乐家与非音乐家相比，右半球的颞顶激活与音乐训练的总体练习小时数呈正相关，受过音乐训练的学龄儿童，其胼胝体发生了变化[7]。相关研究进一步证明，因为与非音乐家相比，音乐家在左上颞回和双侧颞顶区之间表现出更强的功能性静息状态连接，左右颞顶区域之间更大的半球间的白质连通性增强了音乐家双边连接的潜力[24]。总之，这些神经激活模式，可能成为音乐训练和语音意识之间行为关系的基础。据此，通过功能性神经影像表征音乐训练与智力障碍儿童语音处理的神经相关性，以此探讨音乐训练和阅读相关的能力。听力训练能够帮助阅读障碍儿童在进行阅读任务期间得到更好的阅读效果[25]。其他研究表明，音乐训练是听觉领域的一种专门培训形式，其引起的神经可塑性可能导致大脑区域的侧向化程度降低。阅读障碍的儿童大脑左半球颞顶区域中的低活化，可以通过右半球的接合作为支持其阅读发展的替代神经通路[26]。研究表明，音乐训练可以促进神经激活，可以作为支持阅读障碍儿童的补偿机制[27]。
4 研究展望
综上所述，音乐训练不仅会诱发和促进神经激活，而且还可以增强阅读障碍儿童的神经相关性，并作为支持阅读障碍儿童的补偿机制。目前的研究已证明了音乐训练与引起大脑相关语言区域神经变化的因果关系[28]。尽管如此，今后的研究还需进一步确定音乐训练在多大程度上可以影响阅读能力的发展。具体可以从以下两方面展开。首先，需要进行纵向神经影像技术扫描，并检查确定接受过音乐训练的阅读障碍儿童大脑语言区域语音处理的神经相关性是否表现为音乐训练的直接结果，阅读障碍儿童是否表现出对音乐和阅读的兴趣倾向，为了区分训练效果和潜在的倾向，需要跟踪正式阅读教学和音乐训练开始之前的语言能力的发展[24]。其次，招募和获取可用数据是一项挑战，为了确保神经影像数据的有效性，需要较大的样本量。最后，鉴于研究的参与者是儿童，儿童时间抽样设计通常需要很长时间[29]，且要求参与者在相对较长的时间内不能接受任何刺激，这对于儿童来说很难实现。故今后的研究应克服这些问题，以确保研究的顺利进行。
[1] Christmann C., Lachmann T., Steinbrink C.. Evidence for a general auditory processing deficit in developmental dyslexia from a discrimination paradigm using speech versus nonspeech sounds matched in complexity[J]. J Speech Lang Hear Res,2015,58(1):107-121.
[2] Steinbrink C., Klatte M., Lachmann T.. Phonological, temporal and spectral processing in vowel length discrimination is impaired in German primary school children with developmental dyslexia[J]. Res Dev Disabil,2014,35(11):3034-3045.
[3] Herholz S.C., Zatorre R.J.. Musical training as a framework for brain plasticity:behavior, function, and structure[J]. Neuron,2012,76(3):486-502.
[4] Habibi A., Damasio A., Ilari B., et al. Childhood Music Training Induces Change in Micro and Macroscopic Brain Structure:Results from a Longitudinal Study[J]. Cereb Cortex,2018,28(12):4336-4347.
[5] Sachs M., Kaplan J., Der Sarkissian, et al. Increased engagement of the cognitive control network associated with music training in children during an fMRI Stroop task[J]. PLoS One,2017,12(10):e0187254.
[6] Schneider P., Scherg M., Dosch H.G., et al. Morphology of Heschl’s gyrus reflects enhanced activation in the auditory cortex of musicians[J].Nat Neurosci,2002,5(7):688-694.
[7] Seither-Preisler A., Parncutt R., Schneider P.. Size and synchronization of auditory cortex promotes musical, literacy and attentional skills in children[J]. J Neurosci,2014,34(33):10937-10949.
[8] Habibi A., Cahn B.R., Damasio A., et al. Neural correlates of accelerated auditory processing in children engaged in music training[J]. Dev Cogn Neurosci,2016,21:1-14.
[9] Lamb S.J., Gregory A.H.. The relationship between music and reading in beginning readers[J]. Educ Psychol,1993,13(1):19-27.
[10] Fisher D., McDonald N.. The intersection between music and early literacy instruction:listening to literacy[J]. Read Improv,2001,38(3):106-115.
[11] Corrigall K.A., Trainor L.J.. Associations between length of musical training and reading skills in children[J]. Music Percept,2011,29(2):147-155.
[12] Goswami U., Huss M., Mead N., et al. Perception of patterns of musical beat distribution in phonological developmental dyslexia:significant longitudinal relations with word reading and reading comprehension[J]. Cortex,2013,49(5):1363-1376.
[13] Moritz C., Yampolksy S., Papadelis G., et al. Links between early rhythm skills, musical training and phonological awareness[J]. Read Write,2012,26(5):1-31.
[14] Williams K.E., Barrett M.S., Welch G.F., et al. Associations between early shared music activities in the home and later child outcomes:findings from the Longitudinal Study of Australian Children. Early Child[J]. Res Q.,2015,31:113-124.
[15] Zuk J., Andrade P.E., Andrade O.V., et al. Musical, language and reading abilities in early Portuguese readers[J]. Front Psychol,2013,4:288.
[16] Anvari S.H., Trainor L.J., Woodside J., et al. Relations among musical skills,phonological processing, and early reading ability in preschool children[J]. J. Exp. Child Psychol,2002,83:19.
[17] Forgeard M., Schlaug G., Norton A., et al. The relation between music and phonological processing in normal-reading children and children with dyslexia[J]. Music Percept,2008,25(4):383-390.
[18] Loui P., Kroog K., Zuk J., et al. Relating pitch awareness to phonemic awareness in children:implications for tone-deafness and dyslexia[J]. Front Psychol,2011,2(111):1-5.
[19] Standley J.M., Hughes J.E.. Evaluation of an early intervention music curriculum for prereading/writing skills[J]. Music Ther Perspect,1997,15(2):79-86.
[20] Flaugnacco E., Lopez L., Terribili C., et al. Music training increases phonological awareness and reading skills in developmental dyslexia:a randomized control trial[J]. PLo S One,2015,10(9):e0138715.
[21] Rautenberg I.. The effects of musical training on the decoding skills of german——speaking primary school children[J]. J. Res Read,2015,38(1):1-17.
[22] Fauvel B., Groussard M., Chetelat G., et al. Morphological brain plasticity induced by musical expertise is accompanied by modulation of functional connectivity at rest[J]. Neuroimage,2014,90:179-188.
[23] Gaab N., Schlaug G.. The effect of musicianship on pitch memory in performance matched groups[J]. Neuroreport,2003,14(18):2291-2295.
[24] Habibi A., Damasio A., Ilari B., et al. Childhood Music Training Induces Change in Micro and Macroscopic Brain Structure:Results from a Longitudinal Study[J]. Cereb Cortex,2018,28(12):4336-4347.
[25] Elmer S., Hanggi J., Jancke L.. Interhemispheric transcallosal connectivity between the left and right planum temporale predicts musicianship,performance in temporal speech processing, and functional specialization[J]. Brain Struct Funct,2016,221(1):331-344.
[26] Hoeft F., Mc Candliss B.D., Black J.M., et al. Neural systems predicting long-term outcome in dyslexia[J]. Proc Natl Acad Sci U S A.,2011,108(1):361-366.
[27] Powers S.J., Wang Y., Beach S.D., et al. Examining the relationship between home literacy environment and neural correlates of phonological processing in beginning readers with and without a familial risk for dyslexia:an f MRI study[J]. Ann Dyslexia,2016,66(3):337-360.
[28] Jennifer Zuk, Meaghan V. Perdue, Bryce Becker, et al. Neural correlates of phonological processing:Disrupted in children with dyslexia and enhanced in musically trained children[J]. Developmental Cognitive Neuroscience,2018,34:82-91.
[29] Zuk J., Gaab N.. Evaluating predisposition and training in shaping the musician’s brain:the need for a developmental perspective[J]. Ann N. Y.Acad Sci,2018,10:13737.