心理所合作研究揭示漢字手寫能力發展的腦功能基礎

手寫（handwriting）作為一種整合語言認知與運動控制的核心技能，對兒童學業成就和認知發展具有深遠影響。然而，大約有5-27%的學齡兒童存在不同程度的書寫困難（Volman et al.,2006），尤其以男孩更為常見，這在很大程度上妨礙了他們順利完成日常學習任務。與拼音文字不同，中文作為表意文字系統，其手寫過程涉及復雜的視覺-空間與感知運動加工。更為重要的是，手寫對漢字閱讀能力的發展起著重要作用。手寫作為一種復雜技能，其發展歷程較為漫長，直到青少年階段才逐漸形成穩定的手寫能力。然而，支撐漢字手寫能力發展的腦神經網絡發育模式目前尚不清楚。

為探究這一問題，中國科學院心理研究所畢鴻燕研究組的楊煬副研究員開展了一項合作研究，采用功能性磁共振成像（fMRI）技術，對比了兒童（9-13歲）與成人在手寫任務中的腦激活和腦網絡連接模式，揭示了漢字手寫能力發展中局部腦區功能專門化（specification）與腦網絡重組的關鍵神經機制。

結果顯示，在腦激活層面，成人在左側額下回（語言處理）、左側頂下小葉（運動-語言樞紐）、左側中央前回（手寫序列加工）及右側枕葉（視覺正字法加工）等腦區的激活顯著高于兒童（圖1）。兒童雖然在這些關鍵腦區也表現出一定激活，但尚未達到成人水平，反映出這些區域的功能專門化仍處于發展階段。

圖1.?全腦激活結果

在腦網絡層面，與成人相比，兒童的手寫任務全腦網絡表現出更高的全局效率（信息跨腦區傳遞能力）和局部效率（局部信息處理能力），尤其在默認模式網絡（涉及手寫規則學習）與視覺網絡內部連接更為緊密（圖2）。這表明，兒童可能依賴更強的網絡協同以補償其尚未完全成熟的手寫自動化能力。相比之下，成人則表現出更為精簡且功能分工明確的局部網絡連接模式，反映出長期練習促使手寫腦網絡從“廣泛協同”向“精準分工”逐步轉變。

圖2.?腦功能網絡結果

該研究首次揭示了漢字手寫能力發展的神經機制，為理解漢字手寫與人類復雜認知-運動技能習得過程中的神經機制提供了新證據。同時，也為漢語讀寫障礙的發生機制、診斷及干預提供了重要啟示。

該研究獲得國家自然科學基金(No. 32271120,32171054)、北京市自然科學基金(No. 5222027)、深港腦科學研究院(2023SHIBS0003)等項目的支持。

該成果已在線發表于NeuroImage。心理所碩士生任歡（已畢業）與中國科學院杭州醫學研究所博士后李君君為共同第一作者，心理所楊煬副研究員與深圳大學徐敏教授為共同通訊作者。

論文信息：Ren,H#.,Li,J#.,Lin,Z.,Xu,Y.,Bi,H.-Y.,Xu,M*.,& Yang,Y* .(2025). Developmental changes in brain activation and functional connectivity during Chinese handwriting. NeuroImage,317,121330. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2025.121330