文献汇报
在第二语言学习过程中成年人脑具有组织重构的能力。脑影像研究发现神经解剖特性与成人外语学习过程有关系。然而，遗传因素对于这种关系的影响尚不明确。本研究有两个目的：（1）DTI研究以明确脑白质纤维束特性与第二语言学习的关系；（2）明确COMT（儿茶酚氧位甲基转移酶）基因多态性是否会影响这种关系。研究对象为华盛顿大学新入学的中国学生，并进行一次脑扫描。测量脑白质纤维束的弥散特性并计算其与在扫描时已经参与语言学习项目的天数的相关性。结果发现学习天数越多，右侧上纵束（SLF）白质纤维束特性与外语学习的关系在不同COMT基因型的被试中是不同的。具有蛋氨酸（Met）/缬氨酸（Val）及Val/Val基因型的被试在学习期间具有更高的FA值和更低的RD值，并且在项目结束后这种关系就立刻反转了。在Met/Met基因型的被试中没有发现这种关系。统计建模的结果表明被试在外语学习课程中的成绩可以被FA值和COMT基因型很好地预测。这些结果提示第二语言学习受到脑白质结构和遗传因素交互作用的影响。
SLF连接了前额叶皮层与语言区，对于语言的处理有重要作用。那么这种白质纤维束特性与学习的关系及基因型对其影响的分子机制可能是什么呢？首先，FA值的升高可能与增加的脑髓鞘化有关。之前的研究表明，髓鞘化过程是动态的并且依赖于神经活动的。活动性强的轴突释放的信号可以刺激髓鞘的形成，从而帮助信号沿着轴突纤维的传导，实现脑区之间的信息传递从而完成特定的任务。多巴胺通过激活D3受体调节髓鞘化过程，即抑制少突胶质细胞的前体细胞及未成熟的少突胶质细胞分化为能够形成髓鞘的少突胶质细胞。具有Met/Met基因型的被试COMT的热稳定性低，含量低，所以多巴胺的含量较Met/Val及Val/Val基因型的多，所以其髓鞘化程度低。
另外，高的FA值可能与轴突的生长有关。研究发现人脑发育期的轴突生长与相应纤维的FA值的升高相关，而神经活动会引起轴突纤维的生长或分支。这种活动依赖的轴突生长可能是参加学习项目的被试FA值升高的原因。研究曾报导与Val/Val、Met/Val基因型的被试相比，具有Met/Met基因型的被试的前额叶的活动程度弱，而且在认知任务中，中脑多巴胺合成系统与前额叶活动的关系也不同。所以，在学习过程中，被试前额叶的活动程度是依赖于COMT基因型的，即Val/Val、Met/Val高的FA值可能与增加的前额叶活动有关。
FA值的升高还可能与细胞外间隙体积的缩小有关。细胞外间隙体积缩小可能由血管的扩张与神经纤维的肿胀引起，从而限制水分子的运动。本研究中的被试在学习项目进行时可能表现出SLF的肿胀，而水分子的运动受限是否会引起SLF的FA值的增加还有待于进一步研究。COMT活性在脑微血管内皮及平滑肌壁及毛细血管壁都存在，能够调节脑的血流量。本研究中，Met/Met基因型的被试COMT活性弱，在学习过程中的血管扩张的程度也比Val/Val基因型的弱，所以细胞外间隙体积的缩小程度也弱，所以FA值低。
这三种解释并不是互相排斥的，MR技术的进一步发展将有助于我们更加详细准确地理解在学习过程中神经元、胶质细胞、血管组织之间的动态关系。
BrainwhitematterstructureandCOMTgenearelinkedtosecond-languagelearninginadults.MamiyaPC1,RichardsTL2,CoeBP3,EichlerEE4,KuhlPK5.ProcNatlAcadSciUSA.Jun28;(26):-54.
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